实验室的主要研究方向有三个：

（1）金属成矿背景及地球动力学：以重要成矿带的基底组成与成岩成矿的构造背景为重点，研究成矿带大地构造格架、地壳结构及其在不同地质历史时期的演变特征，探讨成矿带大陆地壳的侧向增生与垂向生长机制，揭示成矿带的形成历史与动力学过程；

（2）岩浆作用与岩石圈演化：以重要成矿带岩石圈演化的岩浆过程为主线，研究花岗岩-火山岩等火成岩的岩石成因与岩浆演化过程，揭示火成岩岩石组合的内在规律与地球动力学背景，探讨岩石圈演化过程中的深部地幔过程、壳幔相互作用、大陆地壳再造等关键科学问题及其与金属成矿作用的关系；

（3）金属成矿机制与成矿理论：以矿床地质、成矿物源、成矿物理-化学条件等精细研究为特色，重点研究我国急需和优势矿产资源的成矿机制和重要成矿带的成矿规律，开展成矿元素富集过程、成矿流体性质和成矿时代等关键问题的实验和数值模拟研究，建立金属矿床成矿模型，为资源勘查提供理论依据。