1）微生物参与的矿物风化。主要研究在细菌、真菌作用下含钾原生矿物风化过程中钾、镁等植物营养元素的释放规律以及次生矿物的形成和转化规律，研究目的是探索土壤形成过程及其机理以及在微生物作用下营养元素的地球化学循环过程。2）微生物参与的生物矿化。主要研究在细菌作用下碳酸盐矿物形成的机理，研究目的是探究土壤中无机碳的固定过程、机制及其对固定大气 CO2 的贡献。3）黄土-古土壤的地球化学。主要研究黄土和古土壤中粘土矿物和腐殖物质（胡敏酸、富里酸和胡敏素等）的时空分布规律，研究目的是寻找能够指示环境变化的地球化学指标以及黄土和古土壤在长时间尺度上对有机碳的保护机制。4）粘土矿物与重金属的吸附和解吸。主要研究在腐殖酸存在的条件下高岭石、蒙脱石等矿物对 Cu、Cd 和 Pb 等的吸附-解吸规律，试图为研究重金属污染土壤中重金属的钝化技术提供科学依据。
