1982～2022年《巖石礦物學(xué)雜志》期刊數(shù)據(jù)與研究主題分析

賈敬伍,尹淑蘋,2,趙海杰,張洪瑞

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院 地質(zhì)研究所, 北京 100037; 2.北京科技大學(xué) 土木與資源工程學(xué)院, 北京 100083; 3.中國地質(zhì)科學(xué)院 礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037)

巖石和礦物是地球的重要組成物質(zhì),為人類經(jīng)濟(jì)活動提供了重要的生產(chǎn)材料。巖石和礦物中蘊含有豐富的地質(zhì)信息(路鳳香等, 2002; 趙珊茸等, 2004)。對這些信息進(jìn)行深入挖掘,有助于理解行星形成演化、宜居地球的資源富集與環(huán)境變化、人類社會與自然環(huán)境可持續(xù)發(fā)展等重要科學(xué)問題。相關(guān)研究形成了巖石學(xué)和礦物學(xué)這兩類地球科學(xué)中古老而又重要的分支學(xué)科。相關(guān)數(shù)據(jù)和認(rèn)識以文章的形式在學(xué)術(shù)期刊上公開發(fā)表,促進(jìn)了地球科學(xué)的進(jìn)步,構(gòu)成了人類知識體系重要組成部分。

《巖石礦物學(xué)雜志》是我國地學(xué)領(lǐng)域重要學(xué)術(shù)期刊之一,其創(chuàng)刊于1982年,最初刊名為《巖礦測試》,1983年改名為《巖石礦物及測試》,1986年《巖石礦物及測試》又分成《巖礦測試》和《巖石礦物學(xué)雜志》2個刊物。1992年《巖石礦物學(xué)雜志》被選定為地質(zhì)類中文核心期刊。辦刊40多年以來,該刊始終堅持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)態(tài)度和審稿標(biāo)準(zhǔn),發(fā)表了大量地學(xué)相關(guān)的原創(chuàng)性和綜述性成果,在促進(jìn)我國巖石學(xué)、礦物學(xué)及相關(guān)學(xué)科的研究和發(fā)展方面做出了重要貢獻(xiàn)。

近年來,大數(shù)據(jù)及可視化技術(shù)得到飛速發(fā)展和快速應(yīng)用,相關(guān)工作有助于挖掘科學(xué)研究中學(xué)科熱點和前沿趨勢(李雪等, 2018),在科技期刊量化研究領(lǐng)域顯示出良好的應(yīng)用前景(王維曦等, 2022; 陳雪娟等, 2023; Surekaetal., 2023)。該文依托中國知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)源并結(jié)合國內(nèi)較權(quán)威的期刊引證報告,采用大數(shù)據(jù)分析和可視化技術(shù)對《巖石礦物學(xué)雜志》1982～2022年發(fā)表的文獻(xiàn)進(jìn)行計量化研究,通過挖掘大數(shù)據(jù)背后的重要信息,梳理該刊發(fā)文的主題,挖掘?qū)W科研究熱點和發(fā)展方向。并與國內(nèi)外知名期刊, 如《巖石學(xué)報》、《Journal of Petrology》、《American Mineralogist》的部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行了對比,分析并討論該刊的定位及與高級別期刊的差距。該研究將為巖石學(xué)和礦物學(xué)從業(yè)人員提供學(xué)科背景信息和資料,同時為《巖石礦物學(xué)雜志》的良性發(fā)展和刊文方向提供建議和參考。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

大數(shù)據(jù)分析調(diào)研基于《巖石礦物學(xué)雜志》1982～2022年共計41卷的已發(fā)表文章,所統(tǒng)計的數(shù)據(jù)只限于正刊發(fā)表的綜述型、研究型論文,不包含增刊(除發(fā)文量統(tǒng)計外),不包含書目消息、會議報道以及前言、序等。數(shù)據(jù)來源于CNKI數(shù)據(jù)庫,包括每篇文獻(xiàn)的標(biāo)題、關(guān)鍵詞、摘要、作者、機構(gòu)、年份和基金來源等信息。文件類型主要為Excel和TXT: Excel文件類型有助于利用編程手段進(jìn)行多維分析,TXT文件類型主要用于結(jié)合軟件進(jìn)行繪圖。

1.2 分析方法

采用Python編程和VOSviewer軟件進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析。Python編程主要用于數(shù)據(jù)處理、建模和繪圖,VOSviewer軟件可以十分便捷地繪制共現(xiàn)關(guān)系圖。二者搭配使用,其大致流程為:首先利用Python編程對原始文檔數(shù)據(jù)進(jìn)行空值填充、格式轉(zhuǎn)換等預(yù)處理,然后再進(jìn)行多維統(tǒng)計、趨勢分析等,或者將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到TXT、RIS等類型的文件中,再利用VOSviewer軟件繪制共現(xiàn)關(guān)系圖,直觀展示數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。

1.2.1 發(fā)文量分析

發(fā)文量分析可在一定程度上揭示出該刊學(xué)術(shù)研究的發(fā)展歷程和特點,同時能對學(xué)術(shù)機構(gòu)和個人的學(xué)術(shù)水平和影響力進(jìn)行評估,為學(xué)科背景研究和學(xué)術(shù)交流提供依據(jù)。主要通過統(tǒng)計歷年發(fā)文量、合著作者發(fā)文量和排名、第一作者發(fā)文量和排名、機構(gòu)發(fā)文量和排名等指標(biāo)作為判斷依據(jù),綜合評價該刊機構(gòu)和作者的影響力及其發(fā)文趨勢等。具體過程為: ① 數(shù)據(jù)預(yù)處理: 利用Python編程對歷年發(fā)表的文獻(xiàn)記錄進(jìn)行整理和清洗,主要是對各個字段進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換、空值填充等處理,為后續(xù)統(tǒng)計分析做準(zhǔn)備; ② 統(tǒng)計指標(biāo)分析: 以年為單位,統(tǒng)計每年發(fā)表的文獻(xiàn)數(shù)量,并分別從合著作者、第一作者、機構(gòu)和基金等角度,對相應(yīng)的排名和發(fā)文量趨勢進(jìn)行統(tǒng)計、計算和繪圖。

1.2.2 關(guān)鍵詞詞頻分析

通過關(guān)鍵詞詞頻分析可以挖掘該刊在特定研究領(lǐng)域的發(fā)文熱點和變化趨勢,從而發(fā)現(xiàn)其優(yōu)勢領(lǐng)域和熱點研究方向,為該刊以及該領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展提供有用的參考。具體過程為: ① 數(shù)據(jù)預(yù)處理: 利用Python編程對關(guān)鍵詞字段進(jìn)行類型轉(zhuǎn)化、字符清洗等處理,為后續(xù)統(tǒng)計分析做準(zhǔn)備; ② 統(tǒng)計指標(biāo)分析: 通過關(guān)鍵詞詞頻統(tǒng)計和分析,得出關(guān)鍵詞的總詞頻和排名,并將數(shù)據(jù)按時間節(jié)點分段,對不同時間段內(nèi)的關(guān)鍵詞進(jìn)行詞頻統(tǒng)計,繪制關(guān)鍵詞的變化趨勢圖。

1.2.3 共現(xiàn)關(guān)系分析

通過共現(xiàn)關(guān)系分析可以更深入地分析、挖掘數(shù)據(jù)特征,從而更好地理解數(shù)據(jù)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和主題。該項分析主要是繪制作者共現(xiàn)關(guān)系圖、關(guān)鍵詞共現(xiàn)關(guān)系圖等,分析不同作者、不同關(guān)鍵詞之間的共現(xiàn)關(guān)系,發(fā)掘隱含的共性信息。具體過程為: ① 數(shù)據(jù)預(yù)處理: 利用Python編程對Excel文檔進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、類型轉(zhuǎn)換等預(yù)處理,再經(jīng)過結(jié)構(gòu)化后導(dǎo)出到RIS或TXT格式的文件中(也可以直接從CNKI中導(dǎo)出);② 通過VOSviewer軟件讀取RIS或TXT格式的數(shù)據(jù),繪制共現(xiàn)關(guān)系圖等。其中,VOSviewer軟件的“Total link strength”參數(shù),可以反映出某節(jié)點(作者或關(guān)鍵詞)與其他節(jié)點之間的總體關(guān)聯(lián)強度;共現(xiàn)關(guān)系圖的節(jié)點大小通常表示關(guān)鍵詞或術(shù)語在數(shù)據(jù)集中的重要性或頻率,節(jié)點線條表示這些關(guān)鍵詞或術(shù)語在同一文檔中同時出現(xiàn)的次數(shù)或者頻率。

1.2.4 主題演化分析

利用Python編程構(gòu)建LDA模型,對文獻(xiàn)摘要進(jìn)行主題演化分析,有助于發(fā)現(xiàn)文本中的隱藏主題和語義信息,例如: 發(fā)現(xiàn)主題的演化過程和變化趨勢,發(fā)現(xiàn)主題的熱度變化等。具體步驟為: ① 數(shù)據(jù)預(yù)處理: 對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,包括文本分詞、構(gòu)建文檔-單詞矩陣等; ② 模型參數(shù)設(shè)置: 在模型參數(shù)設(shè)置中,需要設(shè)置主題數(shù),并進(jìn)行多次試驗以確定最佳主題數(shù); ③ 模型訓(xùn)練: 使用LDA模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練,通過迭代計算,LDA算法會根據(jù)每個主題中詞語的權(quán)重,將相似的詞語分配到同一個主題中,以便更好地描述該主題的內(nèi)容; ④ 結(jié)果可視化和參數(shù)調(diào)優(yōu): 使用可視化工具進(jìn)行參數(shù)調(diào)整和結(jié)果驗證,以確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性; ⑤ 結(jié)果分析和解釋: 根據(jù)最終確定的結(jié)果,對每個主題及其所屬單詞進(jìn)行解釋并進(jìn)行歸納總結(jié),挖掘不同主題的特點和趨勢。

2 相關(guān)指標(biāo)統(tǒng)計與分析

2.1 歷年發(fā)文量分析

1982～2022年間《巖石礦物學(xué)雜志》的累計發(fā)文量為2 944篇,2005年之前均為季刊,1年4期,自2005年起改成雙月刊,1年6期,發(fā)文量統(tǒng)計見圖1。從圖1可見,該刊的發(fā)文量可以劃分為4個階段:創(chuàng)刊之初受到較多關(guān)注, 1982～1985年發(fā)文量快速增長;自1986年分刊之后發(fā)文量下降,1986～2000年進(jìn)入平穩(wěn)期; 2001～2013年發(fā)文量穩(wěn)步上升,其中幾個折線的高點是由“環(huán)境礦物學(xué)”專輯造成的,因為2001～2019年間,由北京大學(xué)魯安懷教授組織每2年在該刊發(fā)表1期環(huán)境礦物學(xué)的專輯,共計11期,2013年發(fā)文量達(dá)到最大值110篇;自2014年開始,發(fā)文量有所下降,尤其是2020年、2022年受疫情的影響,發(fā)文量達(dá)近10年最低。寶玉石礦物學(xué)為該刊的特色欄目,在該刊主要以增刊的形式集中呈現(xiàn),2002年1期26篇、2010年1期24篇、2011年1期35篇、2014年2期55篇、2016年1期29篇,均為寶玉石增刊(圖1虛線)。

圖1 《巖石礦物學(xué)雜志》1982～2022年發(fā)文量折線圖

2.2 作者貢獻(xiàn)分析

2.2.1 作者發(fā)文量分析

以合著發(fā)文量及其排名(取Top50)為基準(zhǔn),添加對應(yīng)的第一作者發(fā)文量,并對合著發(fā)文量與第一作者發(fā)文量之間的關(guān)系進(jìn)行比較,這樣可以更全面地評估該刊的發(fā)文特色以及作者的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)。依據(jù)合著發(fā)文量與第一作者發(fā)文量匯總數(shù)據(jù),繪制成雙向柱狀圖(圖2)。從圖2可以看出,作為第一作者排名前3的作者分別為張旗(17篇)、郭宗山(16篇)和沈其韓(11篇),該排名可以在一定程度上反映作者在該刊的發(fā)表積極性和貢獻(xiàn)度。排名前3的合著作者依次為魯安懷(98篇)、董發(fā)勤(50篇)和王長秋(48篇)。值得注意的是,這3位作者均為環(huán)境礦物學(xué)領(lǐng)域的專家,這不僅反映了這3位專家在環(huán)境礦物學(xué)行業(yè)內(nèi)的學(xué)術(shù)影響力,而且在一定程度上也反映了該刊的優(yōu)勢欄目。結(jié)合圖2以及圖中所涉及作者的文章可以看出,環(huán)境礦物學(xué)、巖石學(xué)和礦物學(xué)是該刊作者群體的主要發(fā)文領(lǐng)域,基本符合該刊的主題定位。另外,圖中還反映出不同作者的合著發(fā)文量與第一作者發(fā)文量并不完全成正比,這一現(xiàn)象也表明該刊在具體學(xué)科領(lǐng)域的影響力還需要進(jìn)一步提高,以吸引那些在學(xué)術(shù)上具有較高影響力的專家更多地以第一作者身份發(fā)表論文。

圖2 合著發(fā)文量與第一作者發(fā)文量匯總數(shù)據(jù)雙向柱狀圖

2.2.2 作者共現(xiàn)關(guān)系分析

通過VOSviewer軟件統(tǒng)計作者間的發(fā)文量和合作強度,并據(jù)此構(gòu)建作者網(wǎng)絡(luò)圖,以呈現(xiàn)作者之間的合作強度和關(guān)系。在這類圖中,每個節(jié)點表示1個作者,而節(jié)點之間的連線則表示這些作者在1篇或多篇文獻(xiàn)中的共同合作情況。節(jié)點大小通常表示該作者在文獻(xiàn)中貢獻(xiàn)的大小和影響力,連線的粗細(xì)代表作者之間合作次數(shù)。另外,利用VOSviewer軟件的聚類功能,還可以使用不同的顏色對每個聚類群進(jìn)行標(biāo)記,從而使用戶能夠更直觀地識別和區(qū)分不同的聚類群。這類圖解在挖掘作者的研究團(tuán)隊、展現(xiàn)團(tuán)隊核心及評估團(tuán)隊對期刊的貢獻(xiàn)方面很有幫助。經(jīng)統(tǒng)計,該刊所涉及的作者多達(dá)6 423位,且不排除有同名作者存在。為了更加清晰地展示作者之間的主干關(guān)系網(wǎng)絡(luò),將軟件的篩選閾值提高到8,即作者發(fā)文量(含合著)Documents≥8時才會被篩選出來,最終得到119位作者,其共現(xiàn)關(guān)系圖見圖3。圖中圓點的大小表示頻數(shù),不同顏色表示不同的聚類或群落(后面的圖6、8、11為相同表示)。從圖中基本上可以反映出作者的合作團(tuán)隊情況以及團(tuán)隊在該刊發(fā)文的貢獻(xiàn)程度。

圖3 《巖石礦物學(xué)雜志》貢獻(xiàn)前119名作者共現(xiàn)關(guān)系圖

2.3 單位和機構(gòu)貢獻(xiàn)分析

在原始數(shù)據(jù)中,發(fā)文機構(gòu)之間可能存在隸屬或包含關(guān)系,需要大量機構(gòu)名稱進(jìn)行對齊。在實際統(tǒng)計分析中發(fā)現(xiàn),早年發(fā)表的文章涉及第一單位為中國地質(zhì)大學(xué)的,并未很好地區(qū)分“中國地質(zhì)大學(xué)(北京)”和“中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)”,因此在統(tǒng)計時,將所屬文章統(tǒng)歸為“中國地質(zhì)大學(xué)”。對作者所屬第一單位進(jìn)行可視化分析,得到該刊發(fā)文貢獻(xiàn)排名前20名的機構(gòu)和單位如圖4,其中,中國地質(zhì)大學(xué)以23.3%的占比居首,其次是中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所(14.4%)、中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所(12.8%)、北京大學(xué)(12.7%)和南京大學(xué)(4.9%),這5家機構(gòu)的發(fā)文量占比合計近65%。除圖4上所顯示的單位以外,還有中南大學(xué)、湖北省宜昌市地質(zhì)礦產(chǎn)研究所、西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所、長春地質(zhì)學(xué)院、中國科學(xué)院大學(xué)以及中國科學(xué)院高能物理研究所等也有較多的貢獻(xiàn)。

圖4 《巖石礦物學(xué)雜志》發(fā)文量前20名的機構(gòu)或單位圖

2.4 基金貢獻(xiàn)分析

通過對不同基金資助的文獻(xiàn)數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),受國家自然科學(xué)基金資助的文章占50%之多,其他還包括國土資源大調(diào)查項目、國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃(973計劃)、國際科技支撐計劃、高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金、國家重點研發(fā)計劃、國家科技攻關(guān)計劃等。選取2000～2022年間排名前5的基金統(tǒng)計數(shù)據(jù),從時間序列(圖5)的角度進(jìn)一步分析,可見國家自然科學(xué)基金的歷年資助量均為最多,平均40篇/年;國土資源大調(diào)查項目的歷年資助量逐年攀升,平均16篇/年;其他基金未展現(xiàn)出明顯的變化趨勢。

圖5 《巖石礦物學(xué)雜志》2000～2022年排名前5資助基金柱狀統(tǒng)計圖

表 1 《巖石礦物學(xué)雜志》2006～2021年引證指標(biāo)一覽

2.5 引證指標(biāo)及被引分析

《巖石礦物學(xué)雜志》2006～2021年的各項引證指標(biāo)見表1,該刊他引率一直都處在較高的水平,排名相對穩(wěn)定,總被引頻次持續(xù)升高,影響因子相對比較平穩(wěn)。CNKI檢索的該刊總被引頻次前20 的文章見表2(檢索時間2023年3月29日),其中綜述類文章10篇,研究型文章10篇。被引率較高的文章主要集中在2012年及以前發(fā)表的文章,文章內(nèi)容主要與巖石學(xué)和環(huán)境礦物學(xué)相關(guān)。值得注意的是,被引率較高的文章有多篇出自同一專輯,如表2中序號2、3、4、5的文章均來源于王濤、韓寶福、張招崇教授組織的《中國北方造山系花崗巖演化及成礦意義》專輯,序號12、13的文章均來源于魯安懷教授組織的“環(huán)境礦物學(xué)”專輯,可見高質(zhì)量的專輯組稿對于產(chǎn)生高質(zhì)量、高被引的稿件,從而提升期刊的學(xué)科地位和學(xué)術(shù)影響力有重要的意義。綜述性文章往往容易具有較高的被引率,且與高被引率文章相聯(lián)系的作者往往也具有較高的學(xué)術(shù)聲譽和影響力,這可以進(jìn)一步推動文章被引用的頻率和數(shù)量。對于研究型文章要想獲得高被引頻率則需要同時具備新穎性、原創(chuàng)性、重要性以及較高的數(shù)據(jù)質(zhì)量。同時,同行評議及期刊的宣傳也會影響文章的被引用情況。

3 關(guān)鍵詞分析

3.1 總詞頻統(tǒng)計

針對歷年關(guān)鍵詞,通過人工判別對結(jié)果進(jìn)行對齊、合并,例如將“鋯石U-Pb定年”和“鋯石U-Pb測年”統(tǒng)一成前者,最終得到《巖石礦物學(xué)雜志》已發(fā)表文獻(xiàn)中總詞頻排名前20的關(guān)鍵詞,分別是: 地球化學(xué)(219)、花崗巖(69)、鋯石U-Pb定年(68)、吸附(62)、礦物學(xué)(60)、火山巖(53)、稀土元素(52)、巖石成因(47)、微量元素(47)、構(gòu)造環(huán)境(47)、西藏(46)、新礦物(43)、流體包裹體(43)、成因(40)、紅外光譜(38)、新疆(34)、黃鐵礦(32)、玄武巖(30)、晶胞參數(shù)(28)、內(nèi)蒙古(30)。關(guān)鍵詞的排名越靠前,說明該主題越受關(guān)注。

3.2 關(guān)鍵詞共現(xiàn)關(guān)系分析

通過VOSviewer軟件統(tǒng)計關(guān)鍵詞頻次和共現(xiàn)強度,并據(jù)此生成關(guān)鍵詞共現(xiàn)關(guān)系圖,可以將文獻(xiàn)中的關(guān)鍵詞之間的主題關(guān)聯(lián)性呈現(xiàn)出來。通過分析不同文獻(xiàn)中的關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率和共現(xiàn)關(guān)系,構(gòu)建出一套大型詞語網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點表示1個關(guān)鍵詞,節(jié)點的大小表示該詞出現(xiàn)的頻次,節(jié)點之間的連線表示兩兩關(guān)鍵詞在多少篇文獻(xiàn)中同時出現(xiàn),其連線越粗,其相關(guān)性也就越強。經(jīng)統(tǒng)計,該刊所涉及的關(guān)鍵詞累計達(dá)7 771個。同樣,為了更加清晰地展示關(guān)鍵詞之間的主干關(guān)系網(wǎng)絡(luò),將軟件的篩選閾值提高到15,即Occurrences≥15時才會被篩選出來,最終得到75個關(guān)鍵詞,其共現(xiàn)關(guān)系見圖6,可見“地球化學(xué)”的共現(xiàn)強度最高,與之關(guān)系緊密的詞包括: 鋯石U-Pb定年花崗巖、巖石成因、火山巖和巖石學(xué)等;其次共現(xiàn)強度較高的是“晶胞參數(shù)”,與之相關(guān)的詞主要包括: 物理性質(zhì)、粉晶數(shù)據(jù)和新礦物等。這兩大關(guān)鍵詞主干系統(tǒng)也與該刊“巖石”和“礦物”兩大主題分別相對應(yīng)。

圖6 《巖石礦物學(xué)雜志》關(guān)鍵詞共現(xiàn)關(guān)系圖

3.3 歷年關(guān)鍵詞變化分析

將總詞頻Top20的關(guān)鍵詞作為重點,并根據(jù)屬性分類對其排列順序進(jìn)行了調(diào)整。同時,為了消除不同年份發(fā)文量對關(guān)鍵詞頻次的影響,引入了懲罰系數(shù),對關(guān)鍵詞詞頻進(jìn)行了修正。關(guān)鍵詞的詞頻時間序列圖見圖7。

圖7 《巖石礦物學(xué)雜志》關(guān)鍵詞詞頻時間序列圖

高頻關(guān)鍵詞以及歷年關(guān)鍵詞的變化,基本反映了學(xué)科的研究進(jìn)展以及該刊發(fā)文高頻率主題的變化趨勢和演進(jìn)狀況。① 地球化學(xué)一直都是該刊的一大研究主題,這也體現(xiàn)在其作為關(guān)鍵詞的高頻熱度上。另外,還有很多研究集中在稀土元素和微量元素上,使得這兩者作為獨立的關(guān)鍵詞顯示于詞頻統(tǒng)計之上; ② 花崗巖、火山巖和玄武巖屬于巖漿巖石學(xué)的研究領(lǐng)域,也是該刊的一個重要發(fā)文主題,而巖石成因、構(gòu)造環(huán)境在1990～1995年期間相繼高頻出現(xiàn),并持續(xù)至今; ③ 新礦物的發(fā)現(xiàn)及相關(guān)統(tǒng)計工作是該刊的另一優(yōu)勢欄目,自創(chuàng)刊至今一直延續(xù),也使得礦物學(xué)、新礦物和晶胞參數(shù)等關(guān)鍵詞相繼頻繁顯現(xiàn)。④ 環(huán)境礦物學(xué)在該刊自1999年組織第1期專輯,與其密切相關(guān)的吸附研究則于2000年后在該刊熱度興起,紅外光譜是礦物學(xué)領(lǐng)域的重要研究測試方法,其熱度也一直較高,且在2000年后更加持續(xù); ⑤ 從研究手段上來看,鋯石U-Pb定年技術(shù)作為一種重要的地質(zhì)年代學(xué)方法,自2008年后便具有較高的熱度并持續(xù)至今。另外,流體包裹體作為礦床學(xué)研究的主要手段之一在該刊也具有較高的熱度; ⑥ 長期以來,內(nèi)蒙古、新疆和西藏等地區(qū)是研究者比較關(guān)注的重點區(qū)域,并隨著時間的演進(jìn)顯示出其研究重心從內(nèi)蒙古向西藏逐漸漂移的跡象。

表 2 《巖石礦物學(xué)雜志》被引率前20名的論文及相關(guān)信息

3.4 分階段主題追蹤

根據(jù)該刊自身的特征,將其劃分為4個階段進(jìn)行發(fā)文主題的追蹤: 1982～1995年(季刊,14年)、1996～2004年(季刊,9年)、2005～2012年(雙月刊,8年)、2013～2022年(雙月刊,最近10年),4個階段的發(fā)文主題追蹤見圖8,5年內(nèi)的發(fā)文主題追蹤見圖9。從圖8(閾值≥3)可知,該刊的最初14年,巖石學(xué)、礦物學(xué)的發(fā)文主題分布比較均衡,對礦物學(xué)的報道一直是優(yōu)勢;在第二階段,1996～2004年期間,礦物學(xué)和環(huán)境礦物學(xué)優(yōu)勢顯著,地球化學(xué)的重要性日益凸顯;2005年以后,以巖石學(xué)、地球化學(xué)為主題的文章占比大幅度提高,環(huán)境礦物學(xué)的發(fā)文占比仍然很大,礦物學(xué)的發(fā)文稍顯薄弱;到最近10年期間,地球化學(xué)和巖石學(xué)的發(fā)文已經(jīng)呈現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢,礦物學(xué)較環(huán)境礦物學(xué)的占比有所提升。近5年期間,該刊發(fā)文在巖石地球化學(xué)、礦物學(xué)和環(huán)境礦物學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)有較明顯的三分趨勢(圖9, 閾值≥3),巖石地球化學(xué)仍是發(fā)文的重要主題領(lǐng)域,基本符合學(xué)科發(fā)展趨勢,也比較符合該刊的主題定位。

圖9 《巖石礦物學(xué)雜志》2018～2022年發(fā)文主題追蹤時間覆蓋圖

表 3 基于LDA主題分析的結(jié)果詳情

3.5 主題演化分析

利用LDA算法對文獻(xiàn)摘要進(jìn)行主題演化分析,可以進(jìn)一步挖掘出該刊發(fā)表文章的熱門主題方向,相對于關(guān)鍵詞來說,可以有更多特征。通過多次運行程序,結(jié)合可視化工具得到主題數(shù)為5(即最佳主題數(shù))時,劃分結(jié)果達(dá)到主題一致性狀態(tài)。各主題詳情參見表3。

可以看出,按照主題詞及權(quán)重該刊主要涉及5個不同的研究主題。主題1:巖石成分和特征分析,包括巖石的化學(xué)組成、特征(如稀土元素)、巖漿來源和巖石年齡等; 主題2: 變質(zhì)作用和巖石變質(zhì)過程研究,涉及變質(zhì)作用的機制、變質(zhì)巖的形成機制以及與變質(zhì)作用相關(guān)的巖石礦物學(xué)特征; 主題3: 礦床特征和成礦機理研究,主要包含了流體特征、黃鐵礦標(biāo)型和石英等脈石礦物的特征,成礦過程的階段與劃分等; 主題4: 沉積環(huán)境和地層特征分析,包括盆地演化、沉積作用的影響因素、沉積巖的形成機制等; 主題5: 環(huán)境礦物學(xué)研究,包括相關(guān)礦物的實驗研究及與環(huán)境之間的相互作用。新礦物的報道雖然是該刊的一個重要內(nèi)容,但在LDA分析中排名相對靠后,表明該主題涉及詞匯的權(quán)重相對于前5個主題比較低。

為了進(jìn)一步研究上述5個主題的研究現(xiàn)狀及趨勢,聚焦在2000～2022年間的數(shù)據(jù)將主題詞的頻數(shù)加和得到對應(yīng)主題的總頻數(shù),然后繪制出主題熱度分布及趨勢圖(圖10)?？梢钥闯?20多年間,在《巖石礦物學(xué)雜志》的發(fā)文中,主題1、3、5相對于主題2、4的熱度較高,且主題1、3和4的研究熱度有波動上升的趨勢。

圖10 《巖石礦物學(xué)雜志》2000～2022年不同主題的熱度分布及趨勢

4 討論與展望

4.1 載文熱點與學(xué)科發(fā)展探討

地質(zhì)學(xué)作為自然科學(xué)的五大基礎(chǔ)學(xué)科之一,至20世紀(jì)80年代,發(fā)展成為包含眾多分支學(xué)科的成熟的理論體系。其中礦物學(xué)、巖石學(xué)是地質(zhì)學(xué)最重要的分支學(xué)科,它們的發(fā)展與一系列理論學(xué)科、技術(shù)學(xué)科和應(yīng)用學(xué)科有著密切的關(guān)系(趙珊茸等, 2004)。對于巖石學(xué)、礦物學(xué)的研究熱點,在不同時期會伴隨著科學(xué)理論體系和測試技術(shù)的不斷進(jìn)步而有不同的變化趨勢。對科技期刊的發(fā)文數(shù)據(jù)分析不僅有助于研究期刊的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,還可以揭示學(xué)科研究的熱點與發(fā)展方向,為科學(xué)工作者提供幫助和指導(dǎo)。

《巖石礦物學(xué)雜志》41年間發(fā)表文章的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析可以看出,巖石學(xué)和礦物學(xué)一直是該刊的主要發(fā)文領(lǐng)域,這也與該刊的主題和定位十分契合,地球化學(xué)成為近20年來研究和發(fā)文最高頻率的主題。除此之外,該刊在礦物學(xué)領(lǐng)域,尤其是環(huán)境礦物學(xué)和新礦物的報道方面具有突出的優(yōu)勢。

巖漿巖是深入地球內(nèi)部的“巖石探針”,是窺視地球內(nèi)部的窗口(張招崇等, 2011)。從該刊關(guān)鍵詞詞頻上顯示出其中對于巖漿巖的關(guān)注尤為重要,火山巖、花崗巖和玄武巖自創(chuàng)刊之初就持續(xù)保持著較高的熱度(圖7),該領(lǐng)域的研究成果在該刊被引前20名的文章中也占據(jù)了相當(dāng)大的比例。從圖3可以看出,中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所侯增謙團(tuán)隊和王濤團(tuán)隊、中國地質(zhì)大學(xué)(北京)張招崇團(tuán)隊在該領(lǐng)域有著較高的貢獻(xiàn)。張旗研究員在花崗巖領(lǐng)域以17篇的第一作者身份在該刊貢獻(xiàn)較多的文章,其對于A型花崗巖的探討的文章(張旗等, 2012)也受到較多的關(guān)注。巖石學(xué)領(lǐng)域中的變質(zhì)巖也是該刊發(fā)文的重要領(lǐng)域,這集中體現(xiàn)在中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所沈其韓團(tuán)隊和北京大學(xué)張立飛團(tuán)隊的貢獻(xiàn)上,劉福來研究員也多次在該刊組織變質(zhì)巖專輯。對于巖石成因和構(gòu)造背景的研究在1990年以后受到較多的關(guān)注(圖7),中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所楊經(jīng)綏團(tuán)隊在該領(lǐng)域有較多的發(fā)文。此外,該刊在沉積學(xué)方面的發(fā)文也有很多亮點,呈現(xiàn)出一批高質(zhì)量、高被引的文章(如劉建明等, 1997)。

地球化學(xué)是地質(zhì)學(xué)中最重要的研究方法(韓吟文等, 2003),其衍生出的元素地球化學(xué)、礦床地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)等分支學(xué)科理論體系的發(fā)展以及地球化學(xué)測試手段的進(jìn)步對于促進(jìn)巖石學(xué)、礦物學(xué)的熱點演變有著重要的推動作用。地球化學(xué)的進(jìn)步很大程度上依賴于測試儀器的進(jìn)步,近10年來,地球化學(xué)一個重要特點是鋯石U-Pb定年法測試技術(shù)(如SHRIMP、LA-ICP-MS、ID-TIMS等)的發(fā)展及其在地質(zhì)學(xué)上的大量應(yīng)用,獲得了一大批高質(zhì)量的年代學(xué)數(shù)據(jù),與此同時,相關(guān)的文章也在各大地質(zhì)期刊成為焦點,“鋯石U-Pb定年”自2006年開始在該刊成為高頻關(guān)鍵詞,測試技術(shù)的進(jìn)步也進(jìn)一步推動了地球化學(xué)的熱度。目前,國內(nèi)各大科研院所紛紛建立了自己高精度的測年實驗室,相應(yīng)的操作流程、數(shù)據(jù)處理、誤差校正、儀器開發(fā)以及邏輯運算模型也更加優(yōu)化(楊江海等, 2014),使得高精度地質(zhì)年代學(xué)已逐步趨于成熟,鋯石U-Pb年代學(xué)研究及其相關(guān)應(yīng)用也必將在今后一段時間內(nèi)持續(xù)成為重點研究領(lǐng)域。

礦物學(xué)是地球科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科,現(xiàn)代礦物學(xué)的研究熱點主要集中在應(yīng)用礦物學(xué)、礦物物理和高壓(地幔)礦物學(xué)、天體(宇宙、行星)礦物學(xué)、環(huán)境礦物學(xué)(核廢料處置)、礦物表面(水-礦物作用)、同步輻射(電鏡、波譜)礦物應(yīng)用,它們引領(lǐng)著世界礦物學(xué)研究的潮流和方向(秦善等, 2016)。早期(19世紀(jì)中葉以前)的礦物學(xué)研究集中在礦物的肉眼鑒定以及礦物性質(zhì)的描述上;此后(20世紀(jì)早期)偏光顯微鏡、X射線等測試儀器的發(fā)展,使得礦物學(xué)開始轉(zhuǎn)移到礦物內(nèi)部微觀現(xiàn)象以及晶體結(jié)構(gòu)的研究上;后來(20世紀(jì)60年代以后)伴隨著一系列新技術(shù)和波譜學(xué)手段的建立以及物理學(xué)和化學(xué)理論的進(jìn)步與應(yīng)用,促使礦物學(xué)從宏觀到微觀對礦物進(jìn)行全面認(rèn)識的現(xiàn)代礦物學(xué)時代的到來(秦善等, 2016);近10年微束、微區(qū)、原位分析以及高溫高壓、計算模擬等技術(shù)的飛速發(fā)展極大地推動了礦物學(xué)研究的深度(何宏平等, 2020)。這種研究上的變化在該刊的載文中也有相應(yīng)的體現(xiàn)(圖7)。我國礦物學(xué)今后優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域和重點發(fā)展方向為: 地球深部礦物物理與高壓礦物學(xué)、不同介質(zhì)體系中的礦物表面科學(xué)、重要和特色礦產(chǎn)資源的系統(tǒng)礦物學(xué)研究、宇宙礦物學(xué)、環(huán)境演化與控制礦物學(xué)(秦善等, 2016)。

新礦物的發(fā)現(xiàn)與研究是礦物學(xué)研究中不可或缺的一個重要基礎(chǔ)領(lǐng)域(蔡劍輝, 2021),其成果能夠在一定程度上反映一個國家基礎(chǔ)性科研的實力與水平,重視發(fā)現(xiàn)和研究新礦物一直以來都是我國礦物學(xué)研究的特色(秦善等, 2016)?！稁r石礦物學(xué)雜志》自1983年以來連續(xù)追蹤和報道全球發(fā)現(xiàn)并經(jīng)國際礦物協(xié)會(IMA)新礦物與礦物分類命名專業(yè)委員會(CNMNC)批準(zhǔn)發(fā)表的新礦物,并分年度總結(jié)刊發(fā)(表4),該系列文章具有穩(wěn)定的稿源和較高的權(quán)威性,得到相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的認(rèn)可與關(guān)注,該系列文章延續(xù)至今。由中國學(xué)者發(fā)現(xiàn)和報道的新礦物在數(shù)量上與國際領(lǐng)先國家還存在一定的差距,但近20年來,我國新礦物的研究工作有了很大進(jìn)步,成果顯著。未來中國新礦物的研究可以在加強國際合作研究的同時,立足我國豐富且復(fù)雜的地質(zhì)背景的特點,適當(dāng)拓展新礦物研究的空間和對象,除繼續(xù)關(guān)注傳統(tǒng)新礦物產(chǎn)出環(huán)境外,還要加強火山巖區(qū)火山口附近、典型地層和沉積建造、冰川沉積物、老礦山老標(biāo)本及鉆孔樣品等特殊地質(zhì)環(huán)境的新礦物研究工作,另外還需重視地球深部和宇宙空間的擴(kuò)展和探索(蔡劍輝, 2021)。

礦物學(xué)所涉及的領(lǐng)域眾多,且伴隨科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,不同學(xué)科相互滲透、交叉形成一些新的交叉分支學(xué)科,如環(huán)境礦物學(xué)。環(huán)境礦物學(xué)是20世紀(jì)90年代初誕生的新興交叉學(xué)科,2000以后獲得了快速發(fā)展(魯安懷, 2009)。自1999年開始每隔2年由北京大學(xué)魯安懷教授在該刊組織出版1期環(huán)境礦物學(xué)專輯,至2019年共出版11期。這一系列專輯的出版,不僅促進(jìn)了我國環(huán)境礦物學(xué)的發(fā)展,而且也帶動了刊物學(xué)術(shù)影響力的提升(魯安懷, 2009)。連續(xù)的環(huán)境礦物學(xué)專輯的推出,使得該刊在該領(lǐng)域累積了穩(wěn)定的作者群、審者群,也發(fā)表了一批高質(zhì)量、高被引的相關(guān)文章,已經(jīng)得到該領(lǐng)域?qū)W者的認(rèn)可與關(guān)注并在該刊形成了一個穩(wěn)定常設(shè)的欄目。發(fā)表的文章涉及地表多圈層交互作用產(chǎn)物的環(huán)境屬性、礦物與微生物交互作用、納米礦物及其環(huán)境功能研究、生物礦化作用及其環(huán)境效應(yīng)以及人體礦物病理與礦化作用等方面的重要研究進(jìn)展(魯安懷等, 2020)。在未來,水氣土污染防治礦物環(huán)境功能研究、環(huán)境礦物材料開發(fā)應(yīng)用研究、礦物半導(dǎo)體理論與應(yīng)用研究、礦物與微生物交互作用研究、人體礦物病理與生理性研究以及礦物大數(shù)據(jù)與地球環(huán)境演化研究等將是環(huán)境礦物學(xué)領(lǐng)域的主要優(yōu)先研究方向(魯安懷等, 2020)。

《巖石礦物學(xué)雜志》對寶玉石研究領(lǐng)域的報道具有一定的權(quán)威性與優(yōu)勢。多期寶玉石增刊的推出使得該刊在該領(lǐng)域具備了較高的權(quán)威性與關(guān)注度,該類稿件普遍具有吸引力強、觀賞性強、讀者廣泛的特點,對于豐富期刊內(nèi)容、提高期刊知名度有積極的作用。

表 4 《巖石礦物學(xué)雜志》刊發(fā)的與新礦物相關(guān)的文章一覽表

4.2 與知名期刊的對比

為全方位了解國內(nèi)外在巖石和礦物等領(lǐng)域的研究進(jìn)展,收集了《巖石學(xué)報》、《Journal of Petrology》和《American Mineralogist》在2013～2022年間發(fā)表的數(shù)據(jù),分析這3個期刊的發(fā)文量和載文熱點情況,并與《巖石礦物學(xué)雜志》進(jìn)行對比分析。

數(shù)據(jù)顯示,2013～2022年,《American Mineralogist》共發(fā)表了2 226篇文章,《Journal of Petrology》為905篇文章,《巖石學(xué)報》為2 526篇文章,《巖石礦物學(xué)雜志》則為916篇文章。對比國內(nèi),《巖石礦物學(xué)雜志》與《巖石學(xué)報》的發(fā)文量存在較大差別;對比國外,《巖石礦物學(xué)雜志》與《Journal of Petrology》的發(fā)文量相近。

根據(jù)關(guān)鍵詞共現(xiàn)關(guān)系圖(圖11)的外形可以看出,《American Mineralogist》和《Journal of Petrology》都呈現(xiàn)為圓球狀,各個高頻率關(guān)鍵詞之間的關(guān)系緊密;《巖石學(xué)報》次之,整體外形不太規(guī)則,除了塔里木盆地以外,其他關(guān)鍵詞之間也比較緊密?！稁r石礦物學(xué)雜志》則顯示為扁圓狀,呈現(xiàn)出巖石和礦物兩大中心主題。這一方面反映了《巖石礦物學(xué)雜志》刊文符合雜志定位;另一方面,也反映了目前發(fā)表的文章,巖石和礦物的有機融合不夠,還缺少大量將兩個主題有效鏈接的文章。具體到關(guān)鍵詞共現(xiàn)關(guān)系方面(表5),《American Mineralogist》的高頻率關(guān)鍵詞主要有晶體結(jié)構(gòu)、高壓礦物、具體礦物(鋯石、磷灰石、橄欖石等),還包括拉曼光譜、X射線衍射和穆斯堡爾光譜等實驗技術(shù)以及火星。這反映了該期刊文章在礦物學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。另外,邀請文章(invited centennial article)和綜述文章(review article)也是高頻率關(guān)鍵詞,這可能是該刊具有較高國際影響力的重要因素之一,一方面能夠邀約到著名專家的文章,另一方面這些文章的發(fā)表又推高了期刊影響力,兩者形成正反饋?！禞ournal of Petrology》高頻關(guān)鍵詞主要有酸性巖(rhyolite)、基性巖(basalt, bushveld complex)等,文章主要側(cè)重于巖石成因探討(fractional crystallization, partial melting, magma mixing, subduction, metasomatism)。熔融包裹體等具體研究對象和實驗巖石學(xué)等具體研究手段也有一定分量。另外,《Journal of Petrology》有“editor choice”欄目,編輯可以不經(jīng)送審直接錄用文章,為重大發(fā)現(xiàn)等研究提供了快速展示的平臺?！稁r石學(xué)報》的研究主題主要包括: 年代學(xué)和定年技術(shù)、巖石地球化學(xué)、成礦流體、構(gòu)造背景與演化。華北克拉通和青藏高原都是研究熱門地區(qū)?！稁r石礦物學(xué)雜志》的研究主題主要包括: 地球化學(xué)、地質(zhì)年代學(xué)、區(qū)域地質(zhì)、巖石成因、環(huán)境礦物學(xué)、礦床成因和構(gòu)造演化等多個方面。整體來看,《巖石礦物學(xué)雜志》的研究主題范圍較廣,與其他3種期刊的研究主題均有一定交集,且與《巖石學(xué)報》的相似度最高。同時,《巖石礦物學(xué)雜志》在涉及到的多個領(lǐng)域展示了強大的跨學(xué)科研究能力,在學(xué)術(shù)期刊研究中逐漸形成了自己獨特的期刊風(fēng)格和特點。

圖11 4個刊2013～2022年關(guān)鍵詞共現(xiàn)關(guān)系圖

表 5 2013～2022年4個期刊的高頻關(guān)鍵詞對比

4.3 總結(jié)與展望

《巖石礦物學(xué)雜志》40年來緊密結(jié)合科學(xué)研究熱點,在巖石學(xué)和礦物學(xué)領(lǐng)域發(fā)表了大量高質(zhì)量文章,對相關(guān)領(lǐng)域研究成果的傳播與交流發(fā)揮了重要作用。研究表明,積極發(fā)揮編委和編輯部主觀能動性作用,邀請行業(yè)內(nèi)高影響力專家投稿、組稿,對提升該刊學(xué)科地位和學(xué)術(shù)影響力具有重要意義。稿件主題以巖石學(xué)和礦物學(xué)為主,稿件選取建議涉及以下幾方面的予以重點考慮:

研究內(nèi)容上,除了傳統(tǒng)的巖石和礦物組成與成因機制研究之外,還鼓勵將巖石和礦物緊密結(jié)合,深入挖掘礦物和巖石的信息,從而探索行星形成演化、宜居地球的資源循環(huán)富集與環(huán)境變化等。該刊在這方面內(nèi)容已經(jīng)有部分文章刊出,如周劍凱等(2019)、劉超輝(2022)、朱建江等(2022)、黃麗霖等(2022)等。

研究手段上,鼓勵新技術(shù)、新方法的開發(fā)與應(yīng)用、多科學(xué)交叉研究、大數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)驅(qū)動的新范式研究等。鋯石U-Pb定年是一種在21世紀(jì)初發(fā)展成熟的技術(shù)方法,一經(jīng)應(yīng)用便大行其道,在該刊自2006年開始,一直居于研究關(guān)鍵詞熱點。如果有哪種新技術(shù)、新方法得到成熟應(yīng)用,則會給研究者提供新的視角來審視我們的地球,從而帶來意想不到的研究成果。該刊在這方面刊出了“碳酸鹽礦物激光原位U-Pb定年基本原理、分析方法與地學(xué)應(yīng)用”等文章(高伊雪等, 2022)。21世紀(jì)以來,地球科學(xué)研究進(jìn)入以建立新知識體系為核心和大數(shù)據(jù)驅(qū)動為手段的重大轉(zhuǎn)折時期。地球科學(xué)、信息科學(xué)和數(shù)據(jù)科學(xué)交叉,有望實現(xiàn)地學(xué)研究的源頭創(chuàng)新和時空大數(shù)據(jù)研究的重大理論突破(周成虎等, 2021)。該文即是此背景下期刊大數(shù)據(jù)的嘗試性應(yīng)用。