Освоение естествоиспытателями продвинутых инструментальных методов анализа вещества и математических приемов обработки данных повлекло за собой коренную перестройку представлений об образовании и эволюции Земли, а также способах получения и интерпретации исходной информации. Изотопногеохимические методы стали одним из основных инструментов в геологическом цикле наук, позволяющим определять возраст геологических образований, идентифицировать их генезис, а также оценивать скорости и направление протекания процессов в геосферах. 

Разрабатываемый автором подход, включающий комплексное применение изотопных трассеров [Токарев, 2008; Токарев, 2013; Токарев и др., 2013], в некоторых случаях удалось реализовать на конкретных объектах полностью или частично. Примеры таких работ приведены в данном разделе.

Актуальной задачей восполнения минерально-сырьевой базы Российской Федерации является выявление остродефицитных и высоколиквидных полезных ископаемых в пределах старых промышленно освоенных регионов. Особый промышленный интерес представляет минерально-сырьевая база Алтая. Среди 1500 выявленных здесь месторождений полезных ископаемых особого внимания заслуживают 16 разведанных колчеданно-полиметаллических рудопроявлений, характеризующихся как перспективные на выявление скрытого и слабо проявленного на поверхности оруденения.

Формирование и вещественная эволюция континентальной коры во многом связаны с метаморфическими процессами, в которых флюиды являются важнейшим фактором  метаморфических реакций, тепло- и массо-переноса, а также деформаций и жилообразования (Thompson, Connolly, 1992; Touret, 2001; Аранович и др. 2009; Putnis, Austrheim, 2010; Yardley, Bodnar, 2014). По данным изучения флюидных включений для высокоградного (гранулитового) метаморфизма докембрийских комплексов характерно участие концентрированных солевых растворов наряду с плотным углекислотным флюидом (Аранович, 2017, Yardley et al., 2002). Высокая соленость флюидов согласуется с низкой активностью H2O при гранулитовом метаморфизме и мигматизации (например, Zharikov, 1995; Aranovich et al., 2013; 2014).

В настоящее время под влиянием глобальных климатических изменений и техногенной нагрузки происходит трансформация криолитозоны. Она выражается в повышении температуры многолетнемёрзлой толщи, что приводит к изменению положения южной границы распространения многолетнемёрзлых пород (ММП), развитию таликов и термокарста, снижению несущей способности грунтов, увеличению объёмов эмиссии парниковых газов. Изучать строение мёрзлых толщ и следить за их состоянием помогают геофизические методы, среди которых геоэлектрика занимает лидирующие позиции.

Проблема нефтяного загрязнения, несмотря на технические достижения горно-геологической отрасли, остаётся одной из ключевых геоэкологических задач. Непосредственному негативному воздействию нефти и ее производных подвержена верхняя часть геологической среды. По данным государственного доклада о состоянии и охране окружающей среды в Российской Федерации на 2021 г. на территории страны насчитывается порядка 600 тыс. га нарушенных вследствие деятельности нефтегазовых компаний земель. При этом рекультивации подверглись около 42 тыс. га, что составляет порядка 7% техногенно-нарушенных территорий. Как правило, большинство случаев загрязнения связано с утечками из нефтегазопроводов, самой добычей, а также обустройством нефтепромысла. Так, например, в 2017 было зафиксировано 3429 фактов разлива нефти и нефтепродуктов.

В результате хозяйственной деятельности человека в биосфере происходят изменения, приводящие к значительной перестройке всех природных экосистем. Ярким примером преобразований водных экосистем является создание водохранилищ, которое сопровождается изменением не только самих водных объектов, но и прилегающих к ним территорий. Геохимические циклы элементов в новом природноантропогенном водоеме, также как и в природном, определяются постоянным взаимодействием между собой абиотических и биотических компонентов. Однако, замедление водообмена и изменение условий седиментации после зарегулирования реки существенно изменяют миграционные характеристики элементов. 

Внимание, которое в современной геологии уделяется изучению широкого класса мезотермальных месторождений золота связано, с одной стороны, с высокой экономической значимостью этих месторождений, как источника коренного золота, а с другой, – с недостаточной ясностью их происхождения (Буряк, 1982; Kerrich, Cassidy, 1994; Kempe et al., 2001; Hu et al., 2002; Graupner et al., 2006; Morelli et al., 2007; Бортников и др., 1994, 1998; Бортников, 2006; Hart, 2007; Sillitoe, 2010, 2020; Su et al., 2018; Vikentyev et al., 2019; Wilson et al., 2020a,b и цитируемые в них работы). В рамках этой проблемы наиболее острую дискуссию среди исследователей вызывает происхождение месторождений (по терминологии (Groves et al., 1998)) орогенноного типа (Groves et al., 1998; 2020a,b; Goldfarb et al., 2001, 2014; de Boorder, 2012; Hronsky et al., 2012; Groves, Santosh, 2016; Gaboury, 2019; Meyer, 2023 и цитируемые в них работы).

Изменения, происходящие в озерах на протяжении всего жизненного цикла и регистрируемые в донных осадках, преимущественно связаны с климатическими изменениями (Wehrli et al., 1997). Озерные отложения хранят информацию о прошлой изменчивости температуры, количестве и характере атмосферных поступлений, естественных темпах изменения окружающей среды, антропогенных нарушениях и катастрофических событиях прошлого. Изучение элементного состава донных отложений способствует пониманию механизмов поступления вещества в донный осадок и способствует формированию детальной модели процессов осадконакопления. Данная модель может применяться с целью выделения климатических индикаторов и построения температурных реконструкций прошлого. <...>

Геотектоника — это наука о строении Земли, раздел геологии, обособившийся в самостоятельную научную дисциплину в 30-е годы XX в. Более полная формулировка – геотектоника это наука о строении, движениях и деформациях литосферы и ее развитии в связи с развитием Земли в целом. Литосфера включает земную кору и самую верхнюю, наиболее упругую часть мантии. Под ее строением подразумевается распределение горных пород различного состава, происхождения и условий залегания. Кроме того, термин «структура» применяется в геотектонике нередко и в ином смысле — как сокращение от понятия «структурная форма» (структурный элемент земной коры); примерами таких структурных форм являются антиклинали, сбросы, антиклинории, платформы и т. п. Движения литосферы выражаются в перемещении отдельных ее участков в вертикальном (поднятия, опускания) или горизонтальном направлении, которые называются тектоническими деформациями, а конечный результат деформаций составляют новые формы залегания пород, называемые тектоническими дислокациями, или нарушениями; к ним относятся антиклинали, сбросы, своды, впадины и т. п. Дислокации разделяются на пликативные (складчатые), дизъюнктивные (разрывные) и инъективные.<....>