• Петролого-геохимическая типизация и геодинамические условия проявления позднекайнозойского магматизма на Восточно-Азиатской окраине. Роль глубинной плюмовой геодинамики.
• Выявление изотопно-геохимических и минералогических критериев разделения «островодужного» и «внутриплитного» вулканизма в условиях современной активной окраины континента. Построение модели динамики плит и глубинного магмообразования в области перехода океан-континент.
• Определение состава мантийных и флюидных источников при формировании зон моногенного вулканизма и платобазальтов Камчатки с использованием методов петро- и микрогеохимии, а также изотопной систематики вулканических пород.
• Особенности вещественного состава и условия становления позднемеловых-раннепалеогеновых базит-гипербазитовых комплексов Центральной Камчатки.
• Распределение Fe3+, Al, Cr, Ti в системе минерал-расплав, индикаторная роль породообразующих минералов.

Сотрудники лаборатории проводят свои исследования в различных районах Курило-Камчатско-Чукотского региона, участвовали в четырех рейсах НИС «Вулканолог», проводили экпедиционные работы в пределах Мексиканского вулканического пояса, западных Алеут, Юго-Восточного Вьетнама, шельфа Южно-Китайского моря.

• Проведена изотопно-геохимическая и минералогическая типизация позднекайнозойских вулканитов Центральной и Восточной Камчатки с выделением базальтоидов «островодужного» и «внутриплитного» типов.
• На основании комплекса признаков выделены два типа андезитов: мантийного (толеитовые андезиты, I тип) и мантийно-корового (известково-щелочные, II тип) происхождения. Для их распознавания установлены определенные и устойчивые классификационные признаки: геолого-структурные, петрографические, петрохимические, геохимические. Показано, что андезитовый вулканизм I-го субконтинентального типа характерен для районов с мощностью коры менее 25 км, и структурно связан с линейными сквозькоровыми разломами и рифтовыми зонами. Андезитовый вулканизм II-го типа получает преимущественное развитие в энсиалических дугах и активных континентальных окраинах, характеризующихся континентальной корой мощностью от 25 до 40 км и более, и структурно связан со сложно построенными зонами типа вулкано-тектонических депрессий.
• Проведена петрографо-минералогическая и изотопно-геохимическая типизация базит-гипербазитовых включений в вулканических породах разных геоструктурных областей зоны перехода Тихий океан - Азиатская окраина. Выявленные геологические, изотопно-геохимические и минералогические корреляции включений и вмещающих их вулканитов свидетельствуют об их генетическом родстве. Ксенолиты не являются материалом мантийного субстрата, а их следует рассматривать в качестве разноглубинных магматических проявлений, парагенетически связанных с несущей магматической системой.
• Предложена вихревая модель проявления магматизма Камчатского региона начиная с верхнемелового-палеогенового и до современного времени, которая выдвигается как альтернатива субдукционной модели. Степень накопления всех петрогенных и большинства редких элементов (мало растворимых во флюидной фазе) определяется динамикой разноглубинной магматической системы, пространственно перемещающейся подобно «вихрю-торнадо».
• Впервые особенности проявления позднекайнозойского вулканизма на окраине Тихого океана рассматриваются с позиций вихревой геодинамики.
• Проведено детальное петролого-геохимическое изучение поперечной зональности по одному из Камчатских геотраверсов. Показано, что мантия под Камчаткой относится к Индийскому типу.
• Выявлено три принципиально различных типа магматических флюидов: а) обогащенных B, Cl и халькофильными элементами; б) несущих S, U, изотопы 87Sr, 18O 11B; в) обогащенных F, Li и Be, а также легкими редкими и редкоземельными элементами и, возможно, Nb.
• На базе опубликованных экспериментальных результатов получены уравнения, позволяющие определять равновесность – неравновесность минеральной ассоциации оливин-шпинель с расплавом, определять температуру этого равновесия, оценивать Fe2/Mg отношение и содержание Mg в расплаве.

Хотя традиционно Камчатка совместно с Курилами рассматривается в составе единой островодужной системы, но, исходя из истории развития Камчатского региона, структурной неоднородности, особенностей проявления вулканизма (сочетание островодужного и внутриплитного геохимического типов), геофизических параметров, этот регион следует рассматривать в качестве активной континентальной окраины.
Исследование петролого-геохимических особенностей андезитовых лав показало, что выделение петрохимических серий пород в геологической истории андезитовых вулканов и корреляция их образования по времени с особенностями динамики извержений позволяет подойти к вопросу о выработке петролого-геохимических предвестников и индикаторов механизмов извержений. Такого типа исследования представляют новое направление в вулканической петрологии.