涠洲岛位于热带北缘，对珊瑚生长而言其纬度相对偏高，冬季低温是制约其珊瑚生长和珊瑚礁发育的关键因素。重建涠洲岛珊瑚礁发育的过程，对于了解珊瑚对过去气候的响应以及预测珊瑚礁的发育趋势等具有重要科学意义。以涠洲岛珊瑚礁钻孔（GS-3）为材料，利用高精度铀系测年技术测定珊瑚年龄，建立涠洲岛珊瑚礁发育的年代框架；通过粒度、生物组分、矿物成分分析揭示了其物质组成。结果显示，GS-3岩芯5.57 m处的珊瑚铀系年代为3737±17 aBP（相对于公元1950年），基于此年代计算的珊瑚礁平均发育速率为1.49 m/ka。在3737～2476、2288～1191以及325 aBP以来涠洲岛珊瑚礁快速发育，其发育速率分别为2.21、1.13及1.85 m/ka；在2476～2288、1191～325 aBP珊瑚礁缓慢发育，发育速率分别为0.64、0.48 m/ka。沉积物的生物组分主要为珊瑚、珊瑚藻和软体动物；矿物成分主要为文石和石英。基于珊瑚礁发育速率与气候背景的关系对比，得出涠洲岛珊瑚礁快速发育阶段与全新世大暖期后期、罗马暖期以及现代暖期大致对应；缓慢发育阶段与降温期、黑暗时代冷期后期、中世纪气候异常期、小冰期前期大致对应。总体来看，相对高纬度的涠洲岛珊瑚礁的发育快慢受气候冷暖所调控，暖期的气候有利于珊瑚生长和珊瑚礁发育，冷期珊瑚礁发育慢。

放射性核素示踪技术被广泛应用于海洋学研究。海洋沉积物是许多物质的归宿，海洋沉积过程的研究常关注3个关联问题：物质来源、沉积速率、再悬浮过程。针对这3个问题，在南海9个珊瑚礁区、北部湾涠洲岛海域、珠江口、北冰洋、南大洋等多个海区利用典型的铀系放射性核素（²¹⁰Pb、²²⁶Ra、²³⁴Th、²³⁸U）示踪技术开展海洋沉积过程研究。物源识别方面，研究发现珊瑚礁区沉积物具有极低的²²⁶Ra/²³⁸U活度比值（＜0.1），显著低于其他海区的²²⁶Ra/²³⁸U活度比值（0.5～1.0），该独特性质可以应用于珊瑚礁区的沉积物/悬浮物来源示踪，是其他传统元素地球化学方法（Al、Ti、稀土元素）的补充。沉积速率方面，基于²¹⁰Pb的恒定通量恒定沉积速率（Constant Flux Constant Sedimentation Model, CFCS）模式，定量计算了广西涠洲岛珊瑚礁区沉积柱样的沉积速率（3.7±0.6 mm/a），该结果低于中国多个近岸海域的沉积速率（5～96 mm/a）。沉积物再悬浮方面，提出利用“残余²³⁴Th”（不同于过剩²³⁴Th）示踪海洋沉积物再悬浮过程，并成功应用于北冰洋、南海、南大洋。

随着“一带一路”的实施和“海上丝绸之路”的部署，珊瑚礁灰岩工程地质特性研究具有实际的战略意义和迫切需要。通过纵横观对比分析南海、红海、加勒比海、东南亚、印度洋以及亚丁湾地区珊瑚礁灰岩基本物理力学特性，定量地展现了海相生物成因的珊瑚礁灰岩的特殊性。与石灰岩、白云岩等碳酸盐岩相比，珊瑚礁灰岩离散性较大，特别是孔隙率有所偏大，强度有所偏小，这与珊瑚等原生生物结构复杂、疏松多孔以及非均质性的固有特征相吻合，进而提出珊瑚礁灰岩物理力学特性具有“结构效应”。珊瑚礁体内部表现出软硬互层交替的垂直分带现象，究其原因是珊瑚礁灰岩孔隙发育程度不均匀、强度软硬不一以及结构构造无序性的整体宏观体现，从某珊瑚礁体地层划分的角度定量地揭示了珊瑚礁岩体的“成岩作用类型交替演化效应”。