主要从事前寒武纪地质和超大陆研究，率先提出全球大陆在20-18亿年期间相互拼合形成一个超大陆, 并建立了该超大陆的重建模型；在华北发现了两条18.5-19.5 亿年喜马拉雅型陆-陆碰撞带, 提出华北基底是由若干微陆块在早元古代拼合而成；重建了东亚陆块群从Rodinia超大陆裂解至Pangea超大陆形成的构造演化过程和古地理位置，提出Pangea东亚重建新方案。发表论文300余篇，SCI总他引3万余次。曾获国家自然科学奖二等奖、国家自然基金海外杰出青年基金、2014-2019年汤森路透全球高被引科学家、Khwarizmi国际奖一等奖(2016)、发展中国家世界科学院TWAS地球科学奖等。