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中国科学院广州地球化学研究所拥有有机地球化学、元素和同位素地球化学、矿物学和成矿学等优势学科，紧密围绕“资源生态环境”领域开展基础性、战略性、前瞻性研究；引领了我国深层油气和页岩气、电子垃圾毒害物、持久性有机污染物、流域化学品管控、华北克拉通破坏、地幔柱、俯冲工厂与成矿和高压矿物学等研究。经“一三五”国际专家诊断评估，研究所总体处于全球前10%，部分领域列全球前5%。研究所建有有机地球化学和同位素地球化学2个国家重点实验室、中科院矿物学与成矿学等4个院/省重点实验室和2个技术研发中心，研制出国际唯一的单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪，建成亚洲最大烟雾箱、国内首个单颗粒锆石高精度u-pb定年和气液包裹体ar-ar定年先进技术，生烃动力学模拟系统为全球三大油气模拟平台之一，形成了较完整的技术创新体系。