基于文獻(xiàn)計(jì)量的國(guó)際俯沖帶研究發(fā)展態(tài)勢(shì)分析*

張燦影,王 琳,於維櫻，馮志綱

(中國(guó)科學(xué)院海洋研究所，山東青島 266071)

0 引言

俯沖帶是地球表面物質(zhì)與地幔物質(zhì)進(jìn)行交換的主要地帶，是火山、地震、海嘯等地質(zhì)災(zāi)害的常發(fā)地區(qū)，全球90%以上的地震能量是由俯沖帶地震釋放的。災(zāi)害的發(fā)生導(dǎo)致大量人員傷亡，并造成大批財(cái)產(chǎn)損失和基礎(chǔ)設(shè)施的損壞。但俯沖帶作為地球循環(huán)體系的關(guān)鍵部位，多源的物質(zhì)來(lái)源與多期次的巖漿活動(dòng)為各類礦床的形成提供了優(yōu)越的條件[1]；俯沖帶溫壓和環(huán)境合適，極有可能廣泛分布有天然氣水合物和礦產(chǎn)資源[2]。多數(shù)研究表明，大多數(shù)天然氣水合物存在于俯沖帶的增生沉積楔中[3]，具有十分廣闊的開發(fā)前景[4]。因此，俯沖帶研究不但具有重要的科學(xué)價(jià)值，同時(shí)也具有極其重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。

由于俯沖帶的重要性，多個(gè)大型計(jì)劃和研究項(xiàng)目將其列為優(yōu)先研究領(lǐng)域和核心研究?jī)?nèi)容之一，計(jì)劃的實(shí)施使俯沖帶研究取得了很多技術(shù)性突破和新發(fā)現(xiàn)。例如，1968年開始實(shí)施的深海鉆探計(jì)劃(Deep Sea Drilling Program，DSDP，1968-1983年)，使得海洋地質(zhì)學(xué)發(fā)生了革命性的變化，為深海沉積物的成巖作用、海底火山和地震活動(dòng)的研究提供了許多有價(jià)值的資料[5]。1998 年開始實(shí)施的美國(guó)大陸邊緣研究計(jì)劃(MARGINS Program，1998-2010年)致力于研究俯沖帶區(qū)域巖石、沉積物和流體特征，以便更好地理解俯沖帶的性質(zhì)和地震周期的發(fā)生機(jī)制[6]。1999年開始實(shí)施的國(guó)際大陸邊緣計(jì)劃(InterMargins Program)主要研究?jī)?nèi)容包括大陸巖石圈破裂實(shí)驗(yàn)(RCL)、俯沖加工廠實(shí)驗(yàn)(SubFac)、地震發(fā)震帶實(shí)驗(yàn)(SEIZE)、源到匯實(shí)驗(yàn)(S2S)，該計(jì)劃的實(shí)施對(duì)俯沖帶的研究起到關(guān)鍵性推動(dòng)作用[7]。國(guó)際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃(International Ocean Discovery Program,IODP，2013-2023年)、大洋鉆探計(jì)劃(Ocean Drilling Program，ODP，1986-2003年)和綜合大洋鉆探計(jì)劃(Integrated Ocean Drilling Program，IODP，2003-2013年)，3個(gè)計(jì)劃的研究涉及深部生物圈、地球殼幔結(jié)構(gòu)、俯沖構(gòu)造、地震活動(dòng)等地球科學(xué)的諸多領(lǐng)域。國(guó)際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃還將俯沖帶如何形成周期性的不穩(wěn)定狀態(tài)，以及如何生成大陸地殼問(wèn)題作為海洋研究領(lǐng)域未來(lái)面臨的14項(xiàng)挑戰(zhàn)之一[8]。國(guó)際洋中脊計(jì)劃第三個(gè)十年科學(xué)計(jì)劃(2014-2023年)提出未來(lái)十年重點(diǎn)發(fā)展的6個(gè)主要研究方向，其中研究重點(diǎn)包括控制俯沖板塊組成的綜合過(guò)程；待解決的相關(guān)問(wèn)題包括：蛇紋石化作用的范圍，其是否在板塊進(jìn)入俯沖帶時(shí)停止；深海丘的生命周期及其“復(fù)活”；大洋板塊的組成及其對(duì)俯沖板塊的影響[9]。

2013年美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(National Science Foundation，United States，NSF)發(fā)布啟動(dòng)MARGINS的后續(xù)計(jì)劃“裂谷與俯沖邊緣的地球動(dòng)力學(xué)過(guò)程 (Geodynamic Processes at Rifting and Subducting Margins，GeoPRISMS) ”，該計(jì)劃涉及五大科學(xué)主題：大陸地殼的起源和演化，流體、巖漿及其相互作用，氣候—地表—構(gòu)造間的反饋，地球化學(xué)循環(huán)，板塊邊界變形和地球動(dòng)力學(xué)[10]。2017年6 月，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布《減少構(gòu)造板塊碰撞處的風(fēng)險(xiǎn)——一項(xiàng)推進(jìn)俯沖帶科學(xué)的計(jì)劃》(ReducingRiskwhereTectonicplatesCollide—U.S.GeologicalSurveySubductionZoneSciencePlan)報(bào)告，提出從俯沖帶過(guò)程觀測(cè)和模擬、自然災(zāi)害和風(fēng)險(xiǎn)的量化分析、預(yù)報(bào)和態(tài)勢(shì)感知3個(gè)方面，增加對(duì)俯沖帶災(zāi)害的認(rèn)識(shí)，并通過(guò)行動(dòng)和產(chǎn)品來(lái)建設(shè)更具彈性的未來(lái)[11]。德國(guó)亥姆赫茲基爾海洋研究中心(GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel)的一個(gè)主要研究方向是海底動(dòng)力學(xué)研究，核心研究主題包括大洋巖石圈的形成變更、俯沖過(guò)程及其對(duì)環(huán)境的影響，并聚焦于洋底和海洋盆地的形成、俯沖帶、海洋板塊運(yùn)動(dòng)等研究。GEOMAR在“2025研究戰(zhàn)略”里再次強(qiáng)調(diào)了匯聚邊緣-俯沖帶的研究，還開展俯沖帶流體和揮發(fā)物研究項(xiàng)目：研究液體和揮發(fā)成分(碳、硫、鹵素)通過(guò)俯沖帶的途徑和通量，分析這些揮發(fā)物對(duì)氣候、水圈和大氣圈地球化學(xué)演化的影響[12]。

另外涉及俯沖帶研究的還有1998年實(shí)施的地球化學(xué)參考模型、2000年實(shí)施的俯沖工廠科學(xué)計(jì)劃、2003年實(shí)施的美國(guó)地球探測(cè)(EarthScope)十五年計(jì)劃以及2007年實(shí)施的日本南海海槽地震帶實(shí)驗(yàn)(NanTroSEIZE)等。

近些年來(lái)，我國(guó)也開展了多個(gè)不同層面的俯沖帶研究計(jì)劃與項(xiàng)目，包括深俯沖地殼的化學(xué)變化與差異折返(2009-2013年)、大陸俯沖帶殼幔相互作用(2015年啟動(dòng))等科技部國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃；國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“南海周緣與板塊俯沖相關(guān)的巖漿巖研究”(2014-2017年)和“板塊俯沖工廠與成礦分帶”(2011-2014年)、重大項(xiàng)目“東南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)超級(jí)匯聚的地球動(dòng)力學(xué)過(guò)程”(2018-2021年)，以及重大研究計(jì)劃“西太平洋地球系統(tǒng)多圈層相互作用”(2018-2025年)；中國(guó)科學(xué)院“海斗深淵”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(2014年)等。這些研究計(jì)劃、項(xiàng)目的實(shí)施，獲取了大量寶貴的技術(shù)資料和數(shù)據(jù)，并據(jù)此發(fā)表了大量與俯沖帶研究相關(guān)的論文，進(jìn)一步深化了我們對(duì)俯沖帶發(fā)震機(jī)理、俯沖帶邊界移位、構(gòu)造特征、增生模式、深俯沖地殼的折返過(guò)程和再造、板塊俯沖過(guò)程中的化學(xué)過(guò)程及成礦作用等方面的認(rèn)識(shí)。

本文擬通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量方法對(duì)全球俯沖帶研究的年度變化、主要力量布局、主要研究機(jī)構(gòu)及其機(jī)構(gòu)間的合作關(guān)系、研究的熱點(diǎn)方向等做簡(jiǎn)要分析，以期能為我國(guó)俯沖帶研究和相關(guān)決策制定提供參考依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與分析工具

俯沖帶研究?jī)?nèi)容涉及較廣，包括大陸邊緣、地震、海溝、島弧以及俯沖工廠等多個(gè)方面，發(fā)文數(shù)量較多。本研究數(shù)據(jù)收集自科學(xué)引文索引(Science Citation Index Expanded，SCIE)數(shù)據(jù)庫(kù)，以題名、關(guān)鍵詞和摘要中出現(xiàn)“subduction zone”或“subduction zones”的Article、Processedings paper和Review為數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)，檢索時(shí)間截至2018年12月31日，檢索結(jié)果基本涵蓋大部分俯沖帶研究論文，從文獻(xiàn)計(jì)量角度分析全球俯沖帶研究發(fā)展態(tài)勢(shì)。

數(shù)據(jù)分析主要采用湯森路透集團(tuán)開發(fā)的文獻(xiàn)專利信息分析工具Thomson Data Analyzer (TDA) 軟件、網(wǎng)絡(luò)關(guān)系分析工具(Ucinet、NetDraw和Histcite)以及辦公軟件Excel。利用TDA 軟件對(duì)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行基本的處理和清理；利用Ucinet和NetDraw工具繪制國(guó)家合作網(wǎng)絡(luò)和關(guān)鍵詞聚類圖；利用Histcite軟件進(jìn)行引文分析，定位出該領(lǐng)域的重要文獻(xiàn)；利用Excel 軟件對(duì)該領(lǐng)域文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析以及圖表繪制的可視化分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 研究論文年際變化

早在1971年就有俯沖帶相關(guān)的研究，這可能得益于1968年開始實(shí)施的深海鉆探計(jì)劃，該計(jì)劃獲得了大量海底巖心樣品和井下測(cè)量資料。從SCIE論文的年際變化來(lái)看，俯沖帶研究在1990年以前處于發(fā)展緩慢狀態(tài)。從20世紀(jì)90年代初開始，大洋鉆探、地震成像和鉆井技術(shù)等取得突破性進(jìn)展，以及超高壓變質(zhì)巖的發(fā)現(xiàn)，對(duì)于整個(gè)國(guó)際俯沖帶研究起到了至關(guān)重要的作用，刺激了研究論文的增長(zhǎng)。除個(gè)別年份略有波動(dòng)外，國(guó)際俯沖帶研究發(fā)文量整體呈穩(wěn)步增長(zhǎng)趨勢(shì)，近十年(2009-2018年)發(fā)文8 235篇，占研究時(shí)段內(nèi)全部發(fā)文量14 354篇的57.37%，總發(fā)文量以平均每年10.39%的速度增長(zhǎng)(圖1)。

圖1 國(guó)際俯沖帶研究年度SCIE發(fā)文量年際變化Fig.1 Interannual variation in annual publications number about subduction zone research

2.2 研究論文期刊分布

自20世紀(jì)70年代以來(lái)，國(guó)際俯沖帶研究論文分布于500多種有關(guān)地球物理、地質(zhì)學(xué)和礦物學(xué)方面的期刊、論文集中，收錄數(shù)量排名前15的期刊情況如表1所示。期刊的出版國(guó)家主要集中在美國(guó)、荷蘭和英國(guó)，排名前15的期刊都屬于JCR Q1或JCR Q2分區(qū)。

表1 國(guó)際俯沖帶研究發(fā)文量前15位的期刊Table 1 Top 15 journals with number of papers on international subduction zone research

續(xù)表1Continued table 1

2.3 俯沖帶國(guó)際研究力量分析

2.3.1 主要國(guó)家、地區(qū)及其影響力

按照全部作者統(tǒng)計(jì)，國(guó)際上有關(guān)俯沖帶研究的全部論文中，發(fā)文量前10的國(guó)家分布見圖2。從圖2中可以看出，美國(guó)在俯沖帶研究領(lǐng)域占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，居全球之首，遙遙領(lǐng)先于其他國(guó)家，共發(fā)文4 766篇，占該領(lǐng)域全部發(fā)文量的33.20%；其后依次是日本、中國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)和加拿大，發(fā)文量均超過(guò)1 000篇，其中中國(guó)發(fā)文量為1 577篇，排在第3位。前10位國(guó)家的平均發(fā)文量為1 597.20篇，中國(guó)論文數(shù)量略低于平均水平。但中國(guó)第一作者國(guó)家發(fā)文所占比例在前10位國(guó)家中最高，為80.22%，說(shuō)明中國(guó)在所參與的俯沖帶研究中主導(dǎo)性較強(qiáng)，自主創(chuàng)新較多，但同時(shí)也說(shuō)明在俯沖帶研究中，中國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家的合作較弱。

圖2 國(guó)際俯沖帶研究論文發(fā)文量前10國(guó)家及其第一作者國(guó)家發(fā)文所占比例Fig.2 Top 10 countries and first author country percentage about subduction zone research

為更深入了解各國(guó)或地區(qū)在俯沖帶研究方面的影響力，對(duì)總被引頻次、篇均被引頻次、ESI高被引論文比例等進(jìn)行分析。其中，ESI高被引論文是指到檢索時(shí)間為止，根據(jù)對(duì)應(yīng)領(lǐng)域和出版年中的高引用閾值，近十年內(nèi)發(fā)表的SCI論文被引次數(shù)排在相應(yīng)學(xué)科領(lǐng)域全球前1%以內(nèi)的文章。

分析發(fā)現(xiàn)，排名靠前的國(guó)家總被引頻次基本與發(fā)文量成正比，美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)和英國(guó)的總被引頻次均較高，均超過(guò)40 000次；中國(guó)、加拿大和澳大利亞的總被引頻次處于第二梯隊(duì)，總被引頻次均超過(guò)30 000次。在所有發(fā)表論文中被引用論文占比例最高的是加拿大，為95.12%。被引頻次≥100的論文所占比例最高的為美國(guó)，所占比例為8.43%(表2)。

表2 國(guó)際俯沖帶研究發(fā)文量前10位的國(guó)家Table 2 Top 10 country or region with number of papers on subduction zone research

2012 年我國(guó)提出打造海洋強(qiáng)國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略,積極投身于國(guó)際大型研究計(jì)劃并自主啟動(dòng)了多項(xiàng)大陸邊緣計(jì)劃和項(xiàng)目；同時(shí)加大海洋基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入，在深海潛水器等深海儀器研發(fā)方面取得了突破性的進(jìn)展，逐漸縮短與美國(guó)、日本等海洋科技強(qiáng)國(guó)的差距。這些舉措的實(shí)施刺激了我國(guó)俯沖帶研究，有關(guān)論文的數(shù)量顯著增加，近3年發(fā)文量占全部發(fā)文量的比例最高，為38.17%，說(shuō)明中國(guó)越來(lái)越重視俯沖帶研究。所有發(fā)文中共有116篇ESI高影響力論文，其中美國(guó)參與49篇，中國(guó)參與31篇，分別占比42.24%和26.72%。中國(guó)ESI高被引論文占國(guó)家或地區(qū)近十年發(fā)文的比例為2.40%，高居榜首，說(shuō)明中國(guó)近幾年相關(guān)論文得到很大關(guān)注，影響力較高。

從圖3可以看出，在論文數(shù)量和影響力方面美國(guó)均處于領(lǐng)先位置，德國(guó)、法國(guó)和英國(guó)論文數(shù)量增長(zhǎng)有限，只略高于前10位國(guó)家平均值，但影響力處于領(lǐng)先位置，處于第一象限；中國(guó)雖然發(fā)文量略高于平均水平，但影響力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家。

圖3 俯沖帶研究國(guó)家發(fā)文數(shù)量和篇均被引分布圖

綜合各項(xiàng)指標(biāo)來(lái)看，美國(guó)俯沖帶研究論文體量和質(zhì)量方面實(shí)力靠前；澳大利亞雖然研究論文數(shù)量不多，但文章影響力較高。中國(guó)論文數(shù)排第3位，論文篇均被引頻次排名第9位，近3年發(fā)文量占全部發(fā)文量的比例排在第1位，被引論文比例排在第9，被引頻次≥100的論文占比排8位，ESI高被引論文占比排1位。綜合看來(lái)，我國(guó)俯沖帶研究論文數(shù)量近年來(lái)增量明顯，論文質(zhì)量參差不齊，雖然整體影響力不夠，但部分論文得到的關(guān)注度不斷增加。

2.3.2 主要發(fā)文國(guó)家或地區(qū)的合作情況

如圖4所示，不同的節(jié)點(diǎn)代表不同的國(guó)家或地區(qū)，連線的粗細(xì)代表合作強(qiáng)度，連線越粗表明合作的次數(shù)越多。從圖4中可以看出，美國(guó)處于合作的中心位置，是其他國(guó)家或地區(qū)的主要合作伙伴，其主要合作國(guó)家有德國(guó)、法國(guó)、日本、英國(guó)、加拿大、中國(guó)和澳大利亞。此外，法國(guó)和德國(guó)在國(guó)際合作中處于第二梯隊(duì)的地位，在國(guó)際俯沖帶研究中也具有重要的地位。

圖4 國(guó)際俯沖帶研究國(guó)家/地區(qū)合作情況

全部論文中，以國(guó)家數(shù)量計(jì)為21 940篇，實(shí)際論文為14 354篇，論文篇均合作國(guó)家為1.53個(gè)。從表3可以看出，單個(gè)國(guó)家完成的論文有8 629篇，占全部論文的60.12%；超過(guò)三國(guó)合作的論文數(shù)量為507篇，占全部論文的3.53%，說(shuō)明俯沖帶研究多國(guó)合作較少。

表3 俯沖帶研究論文合作國(guó)家或地區(qū)數(shù)量Table 3 Number of countries or regions in cooperation with subduction zone research papers

2.3.3 主要機(jī)構(gòu)

如圖5所示，按照全部作者統(tǒng)計(jì)，發(fā)文量較多的15個(gè)機(jī)構(gòu)依次是東京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局、俄羅斯科學(xué)院、日本海洋科學(xué)與技術(shù)中心、德國(guó)亥姆霍茲聯(lián)合會(huì)、得克薩斯大學(xué)、加州理工學(xué)院、澳大利亞國(guó)立大學(xué)、日本國(guó)立東北大學(xué)、巴黎大學(xué)、墨西哥國(guó)立自治大學(xué)、加拿大地質(zhì)調(diào)查局、法國(guó)科學(xué)研究中心和華盛頓大學(xué)。這些機(jī)構(gòu)中，美國(guó)機(jī)構(gòu)有4個(gè)，法國(guó)和日本機(jī)構(gòu)分別有3個(gè)。

圖5 國(guó)際俯沖帶研究發(fā)文量前15位的機(jī)構(gòu)

3 國(guó)際俯沖帶研究熱點(diǎn)領(lǐng)域及方向

3.1 國(guó)際俯沖帶研究學(xué)科分布

按Web of Science學(xué)科分類看，俯沖帶研究所涉及的研究學(xué)科有地球化學(xué)和地球物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、礦物學(xué)、科技相關(guān)主題、海洋學(xué)、氣象學(xué)與大氣科學(xué)、自然地理學(xué)、水資源、工程學(xué)和古生物學(xué)(表4)。其中地球化學(xué)與地球物理學(xué)所占比重最大，有7 744篇相關(guān)論文；其次是地質(zhì)學(xué)，有5 628篇論文；礦物學(xué)論文有1 281篇。

表4 國(guó)際俯沖帶研究主要涉及的Web of Science學(xué)科領(lǐng)域Table 4 Subject categories in Web of Science mainly involved in the study of international subduction

3.2 俯沖帶研究關(guān)鍵詞分析

通過(guò)對(duì)作者關(guān)鍵詞的統(tǒng)計(jì)，可以發(fā)現(xiàn)除俯沖帶(Subduction zone，1 403次)和俯沖(Subduction，1 060次)外，地球化學(xué)(Geochemistry，414次)、蛇綠巖(Ophiolite，331次)、地震(Earthquakes，312次)、海嘯(Tsunami，243次)、榴輝巖(Eclogite，225次)、地震層析成像(Seismic tomography，222次)、構(gòu)造(Tectonics，209次)、地震各向異性(Seismic anisotropy，176次)、微量元素(Trace elements，152次)和數(shù)值模擬(Numerical modeling，145次)等是出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞(表5)。為了更顯著地展示高頻關(guān)鍵詞的年代變化，采用TDA對(duì)除俯沖帶和俯沖外排名前20位的關(guān)鍵詞進(jìn)行年代變化分析可視化分析(圖6)。分析結(jié)果顯示：榴輝巖(2011和2016年)、地震各向異性(2013-2014年)、數(shù)值模擬(2012年、2016年和2018年)、蛇綠巖(2016和2018年)和蛇紋石化(2013年和2015年)具有階段性凸顯特征；地質(zhì)構(gòu)造、地震活動(dòng)(Seismicity)和地幔(Mantle)等趨勢(shì)比較穩(wěn)定平緩，但在整體上還是屬于研究熱點(diǎn)。

表5 俯沖帶研究論文作者關(guān)鍵詞年代變化(前50位)Table 5 Chronological changes of keywords of authers in subduction zone research papers (top 50)

圖6 俯沖帶研究論文作者關(guān)鍵詞年代變化(前20位)

通過(guò)分析這些高頻關(guān)鍵詞，可以總結(jié)出國(guó)際俯沖帶研究的熱點(diǎn)地區(qū)、熱點(diǎn)內(nèi)容和研究方法。其中，熱點(diǎn)地區(qū)包括日本南海海槽(Nankai Trough)、卡斯卡迪亞俯沖帶(Cascadia Subduction Zone)、新西蘭(New Zealand)、伊朗(Iran)、土耳其(Turkey)、南美洲(South America)和中國(guó)臺(tái)灣(Taiwan，China)；熱點(diǎn)研究方向包括俯沖帶地質(zhì)構(gòu)造研究(Tectonics)，地震(Earthquakes)、海嘯(Tsunami)和火山弧活動(dòng)(Arc volcanism)等地質(zhì)災(zāi)害研究，巖漿作用(Magmatism)和流體作用(Fluids)中微量元素的地球化學(xué)研究(Geochemistry)，埃達(dá)克巖(Adakite)，俯沖帶折返過(guò)程和機(jī)制研究(Exhumation)，俯沖帶交代作用(Metasomatism)和變質(zhì)作用(Metamorphism)；研究方法技術(shù)包括地震層析成像(Seismic tomography)、數(shù)值模擬(Numerical modeling)、GPS和地震各向異性(Seismic anisotropy)。

3.3 俯沖帶主要研究?jī)?nèi)容和熱點(diǎn)文獻(xiàn)分析

利用Garfield[13]開發(fā)的引文圖譜分析軟件Histcite，選取被檢索數(shù)據(jù)集中文獻(xiàn)引用次數(shù)最多的30篇文獻(xiàn)，以圖譜方式展示國(guó)際俯沖帶研究重要文獻(xiàn)之間的引用關(guān)系，并結(jié)合ESI高被引論文和熱點(diǎn)論文，從高引用論文和高影響力論文兩個(gè)方面分析俯沖帶領(lǐng)域的主要研究?jī)?nèi)容和研究熱點(diǎn)。

如圖7所示，可以將俯沖帶研究的主要內(nèi)容分為5個(gè)方面。

數(shù)字編號(hào)是文獻(xiàn)在Histcite程序中的編號(hào),箭頭指向的是被引文獻(xiàn)Number represents that of the research paper in the Histcite program，arrow points to cited literature

第Ⅰ部分的文獻(xiàn)主要與俯沖帶熱結(jié)構(gòu)研究有關(guān)，包括熱結(jié)構(gòu)解析模型、數(shù)值模擬等研究方法，熱結(jié)構(gòu)影響因素和演化過(guò)程研究等。俯沖帶熱溫度結(jié)構(gòu)控制俯沖巖石中含水礦物的穩(wěn)定性，決定俯沖板片-地幔界面的溫度[14]，是控制俯沖過(guò)程的決定性因素之一，直接影響礦物脫水、巖石部分熔融、島弧火山噴發(fā)以及俯沖帶地震等關(guān)鍵地質(zhì)活動(dòng)[15]。

第Ⅱ部分的文獻(xiàn)主要是針對(duì)俯沖帶成礦與地球化學(xué)研究，包括俯沖帶弧前地幔蛇紋石化、玄武巖、埃達(dá)克巖的成因及其地球化學(xué)特征等?；∏暗蒯Ｔ诟_帶流體作用下發(fā)生蛇紋石化現(xiàn)象，蛇紋石化過(guò)程在提高泊松比值的同時(shí)，能夠大幅度降低地震速度和地幔密度[16]。目前有關(guān)俯沖成礦的研究主要集中在斑巖型礦床，而斑巖銅礦等礦床與埃達(dá)克巖之間有密切關(guān)系[1]，許多研究針對(duì)埃達(dá)克巖成因機(jī)制、地球化學(xué)特征以及地質(zhì)構(gòu)造背景等展開討論。

第Ⅲ部分的文獻(xiàn)主要是關(guān)于俯沖帶地震和火山弧活動(dòng)的研究，包括地震誘發(fā)機(jī)制、震源深度定位、島弧火山巖成因和物質(zhì)成分等研究。通過(guò)對(duì)1973-2012年全球地震頻數(shù)隨震源深度分布的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，約72%的地震發(fā)生在淺于60 km的地球表層，而大多數(shù)強(qiáng)震與超強(qiáng)震都集中于俯沖帶[17]。板塊的變形特征、俯沖板塊的應(yīng)力狀態(tài)、俯沖角度以及俯沖板塊的曲率及其速度等是俯沖帶發(fā)生大地震的指示性標(biāo)志[18]。

第Ⅳ部分的文獻(xiàn)主要研究俯沖帶熔/流體成分及其地球化學(xué)特征等。在俯沖過(guò)程中，巖石由于脫水作用會(huì)產(chǎn)生熔/流體，熔/流體的特性和行為在俯沖帶殼/幔相互作用過(guò)程中起著關(guān)鍵作用，是俯沖過(guò)程中發(fā)生元素遷移、同位素分餾以及交代上覆地幔楔不可或缺的介質(zhì)[19]。

第Ⅴ部分的文獻(xiàn)主要圍繞俯沖帶慢地震研究。慢地震通常發(fā)生在地震帶附近，并且可以加劇破壞性大地震的發(fā)生[20]。幕式震顫與慢滑移(Episodic Tremor and Slip，ETS)是最有規(guī)律的一種慢地震，其發(fā)生地點(diǎn)主要集中于卡斯卡迪亞俯沖帶[21]和日本西南俯沖帶[22]，由斷層的剪切滑移造成，與高壓流體的變化有關(guān)。也有研究表明，在有儀器可以觀測(cè)的條件下，基本上所有的俯沖帶都存在慢滑移現(xiàn)象，摩擦力性質(zhì)決定了滑移的速度，慢滑移的深度范圍和俯沖板塊邊界的熱結(jié)構(gòu)性質(zhì)有關(guān)[23]。顫動(dòng)地震是俯沖帶一系列小滑移事件引發(fā)的低頻地震集合[24]。2002年，日本地震學(xué)家Obara[25]首次在日本西南部非火山區(qū)發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)周期深部顫動(dòng)，顫動(dòng)震中沿菲律賓俯沖板塊走向分布，俯沖帶內(nèi)顫動(dòng)分布位置表明，顫動(dòng)可能是由板塊脫水過(guò)程中產(chǎn)生的流體引起的。

4 結(jié)論

利用文獻(xiàn)計(jì)量方法對(duì)SCIE數(shù)據(jù)庫(kù)中俯沖帶研究論文進(jìn)行分析，研究結(jié)果表明美國(guó)的俯沖帶研究實(shí)力最強(qiáng)，中國(guó)近3年俯沖帶研究論文數(shù)量明顯增多，文章影響力得到較大提升。俯沖帶熱結(jié)構(gòu)、俯沖與地震的關(guān)系、俯沖帶中的流體與巖漿作用以及俯沖帶成礦是俯沖研究的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容和研究熱點(diǎn)。近年來(lái)我國(guó)一直積極參與國(guó)際大型海洋研究計(jì)劃，同時(shí)加強(qiáng)與國(guó)際海洋研究機(jī)構(gòu)合作與交流，“科學(xué)號(hào)”“張謇號(hào)”等深?？瓶即?、“蛟龍?zhí)枴薄吧詈Ｓ率刻?hào)”等載人潛水器、“發(fā)現(xiàn)號(hào)”“探索號(hào)”等無(wú)人潛水器等深海儀器研發(fā)方面取得了突破性進(jìn)展，為研究俯沖帶地質(zhì)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)過(guò)程提供了寶貴資料和研究樣品，極大擴(kuò)展了深海遠(yuǎn)洋探測(cè)能力，這些都將促使我國(guó)俯沖帶研究進(jìn)入新階段。