四个主要学科发展方向如下：

1、陆内活化成矿作用与找矿勘查

继承与发展地洼学说及陆内活化成矿理论，将地质建造与改造、成矿作用与壳幔地质作用、矿床学与大地构造学研究有机结合，开展成矿构造与数值模拟、矿床地球化学示踪及测年、成矿作用矿物学表现、找矿方法优选及探测技术有效性和有效度评价、隐伏矿定位预测方法与技术的系统研究。建立了基于成矿定位机制、关键控矿因素及矿化分布规律的有色金属大型矿集区多元信息找矿勘查模型及隐伏矿大比例尺定位预测理论、方法与技术体系。

2、地球物理探测技术与装备制造

在双频激电理论的基础上，针对深部资源勘查的要求，提出了具有完全自主知识产权的电磁法勘探伪随机信号理论，发展了伪随机电磁法、广域电磁法系列勘探理论、方法和装备，并与互联网+、云计算及移动通讯技术相结合形成了真正意义上的三维电磁法勘探方法技术体系，研发出大深度重磁电震综合解释系统平台，提升了我国深部有色金属资源、油气资源以及海洋资源的地球物理勘探水平。

3、深部成矿过程模拟与三维预测

针对深部“第二勘查空间”定位预测难题，开展深部成矿过程的定量模拟理论与方法研究，提出深部隐伏矿三维可视化预测方法与技术。研发地质-重磁电耦合深部三维结构建模、地质体三维形态分析、三维成矿信息提取等关键技术。构建构造变形—热量传递—流体流动—化学反应耦合成矿动力学模型，揭示深部矿化空间定位机制。实现隐伏矿定位预测的立体化、定量化和可视化，提高深部找矿的预测水平和定位精度。

4、复杂地质工程理论与新技术

研究复杂地质条件下钻探工程和工程建设领域的新理论和新技术。研究、设计和制造具有特色的针对打滑地层和难取心地层金刚石孕镶钻头、新型取芯工具与钻具，开发和应用复杂特殊岩土、极端和复杂环境下远程监控系统，研究软土、软岩等特殊岩土的工程性质，开发施工、监测及地质灾害等预警新技术，发展和完善地质工程领域理论、方法、技术与装备。