Детально, с применением комплекса аналитических методов исследованы палеопочвы среднего и позднего девона (Воронежская и Белгородская области) и палеопочвы карбона на территории южного крыла Подмосковного бассейна (Московская, Тульская, Калужская, Рязанская области). Показано, что особенностью минерального состава изученных палеопочв является, за редким исключением, его мономинеральность. Для континентальных отложений девона и развитых на них палеопочв характерен каолинитовый, редко — бертьериновый состав. Палеопочвы раннего карбона сложены низкозарядными смектитами — монтмориллонитом и бейделлитом. В среднем и позднем карбоне возрастает роль Mg-силикатов: палыгорскита и сепиолита. Такой ряд обусловлен изменениями в палеогеографической ситуации и в климатической зональности и глобальной аридизацией климата. Мономинеральность и отсутствие смешанослойных минералов принципиально отличают палеопочвы палеозоя от палеопочв четвертичного периода и современных почв, сформированных на осадочных породах. Полиминеральность последних является продуктом рециклинга материала осадочных пород и почв прошлых эпох.

Проведено детальное изучение минералогии и химического состава валовых образцов и гранулометрических фракций <2, 2–5, 5–10, 10–50, 50–250 мкм чернозема типичного (Ставропольский край) с использованием комплекса методов, включающего рентгеноструктурный анализ (XRD), Мёссбауэровскую, рентген-флуоресцентную (XRF)-спектроскопию, как пример развития инструментальных подходов для изучения преобразования и накопления различных твердофазных продуктов функционирования почв. Минералогический анализ фракций фиксирует распределение минеральных фаз в разных размерностях. Так, во фракциях крупной и средней пыли преобладающими являются кварц и полевые шпаты, во фракции мелкой пыли фиксируется смектит и возрастает содержание гидрослюды. В илистой фракции преобладает смектит, также присутствуют каолинит, иллит, кварц. В отличие от почвообразующей породы, для почвенного горизонта отмечается снижение степени окристаллизованности решетки смектита, формирование смешанослойности не наблюдается, дополнительно в следовых количествах обнаружен гидроксид Fe (лепидокрокит). Проведен детальный анализ состояния соединений железа и распределение оксидов железа по гранулометрическим фракциям, определен вклад χ гранулометрических фракций в общую удельную магнитную восприимчивость. Проанализировано изменение геохимических индексов по гранулометрическим фракциям. Подобный подход направлен на развитие системы минералогических и геохимических показателей биокосных взаимодействий в почвах для достижения максимальной достоверности возможных палеореконструкций, базирующихся на твердофазной памяти почв.