1982～2022年《岩石矿物学杂志》期刊数据与研究主题分析

贾敬伍,尹淑苹,2,赵海杰,张洪瑞

(1.中国地质科学院 地质研究所, 北京 100037; 2.北京科技大学 土木与资源工程学院, 北京 100083; 3.中国地质科学院 矿产资源研究所, 北京 100037)

岩石和矿物是地球的重要组成物质,为人类经济活动提供了重要的生产材料。岩石和矿物中蕴含有丰富的地质信息(路凤香等, 2002; 赵珊茸等, 2004)。对这些信息进行深入挖掘,有助于理解行星形成演化、宜居地球的资源富集与环境变化、人类社会与自然环境可持续发展等重要科学问题。相关研究形成了岩石学和矿物学这两类地球科学中古老而又重要的分支学科。相关数据和认识以文章的形式在学术期刊上公开发表,促进了地球科学的进步,构成了人类知识体系重要组成部分。

《岩石矿物学杂志》是我国地学领域重要学术期刊之一,其创刊于1982年,最初刊名为《岩矿测试》,1983年改名为《岩石矿物及测试》,1986年《岩石矿物及测试》又分成《岩矿测试》和《岩石矿物学杂志》2个刊物。1992年《岩石矿物学杂志》被选定为地质类中文核心期刊。办刊40多年以来,该刊始终坚持严谨的学术态度和审稿标准,发表了大量地学相关的原创性和综述性成果,在促进我国岩石学、矿物学及相关学科的研究和发展方面做出了重要贡献。

近年来,大数据及可视化技术得到飞速发展和快速应用,相关工作有助于挖掘科学研究中学科热点和前沿趋势(李雪等, 2018),在科技期刊量化研究领域显示出良好的应用前景(王维曦等, 2022; 陈雪娟等, 2023; Surekaetal., 2023)。该文依托中国知网(CNKI)数据库系统源并结合国内较权威的期刊引证报告,采用大数据分析和可视化技术对《岩石矿物学杂志》1982～2022年发表的文献进行计量化研究,通过挖掘大数据背后的重要信息,梳理该刊发文的主题,挖掘学科研究热点和发展方向。并与国内外知名期刊, 如《岩石学报》、《Journal of Petrology》、《American Mineralogist》的部分数据进行了对比,分析并讨论该刊的定位及与高级别期刊的差距。该研究将为岩石学和矿物学从业人员提供学科背景信息和资料,同时为《岩石矿物学杂志》的良性发展和刊文方向提供建议和参考。

1 数据与方法

1.1 数据来源

大数据分析调研基于《岩石矿物学杂志》1982～2022年共计41卷的已发表文章,所统计的数据只限于正刊发表的综述型、研究型论文,不包含增刊(除发文量统计外),不包含书目消息、会议报道以及前言、序等。数据来源于CNKI数据库,包括每篇文献的标题、关键词、摘要、作者、机构、年份和基金来源等信息。文件类型主要为Excel和TXT: Excel文件类型有助于利用编程手段进行多维分析,TXT文件类型主要用于结合软件进行绘图。

1.2 分析方法

采用Python编程和VOSviewer软件进行大数据分析。Python编程主要用于数据处理、建模和绘图,VOSviewer软件可以十分便捷地绘制共现关系图。二者搭配使用,其大致流程为:首先利用Python编程对原始文档数据进行空值填充、格式转换等预处理,然后再进行多维统计、趋势分析等,或者将数据导出到TXT、RIS等类型的文件中,再利用VOSviewer软件绘制共现关系图,直观展示数据之间的联系。

1.2.1 发文量分析

发文量分析可在一定程度上揭示出该刊学术研究的发展历程和特点,同时能对学术机构和个人的学术水平和影响力进行评估,为学科背景研究和学术交流提供依据。主要通过统计历年发文量、合著作者发文量和排名、第一作者发文量和排名、机构发文量和排名等指标作为判断依据,综合评价该刊机构和作者的影响力及其发文趋势等。具体过程为: ① 数据预处理: 利用Python编程对历年发表的文献记录进行整理和清洗,主要是对各个字段进行类型转换、空值填充等处理,为后续统计分析做准备; ② 统计指标分析: 以年为单位,统计每年发表的文献数量,并分别从合著作者、第一作者、机构和基金等角度,对相应的排名和发文量趋势进行统计、计算和绘图。

1.2.2 关键词词频分析

通过关键词词频分析可以挖掘该刊在特定研究领域的发文热点和变化趋势,从而发现其优势领域和热点研究方向,为该刊以及该领域的进一步发展提供有用的参考。具体过程为: ① 数据预处理: 利用Python编程对关键词字段进行类型转化、字符清洗等处理,为后续统计分析做准备; ② 统计指标分析: 通过关键词词频统计和分析,得出关键词的总词频和排名,并将数据按时间节点分段,对不同时间段内的关键词进行词频统计,绘制关键词的变化趋势图。

1.2.3 共现关系分析

通过共现关系分析可以更深入地分析、挖掘数据特征,从而更好地理解数据的内在结构和主题。该项分析主要是绘制作者共现关系图、关键词共现关系图等,分析不同作者、不同关键词之间的共现关系,发掘隐含的共性信息。具体过程为: ① 数据预处理: 利用Python编程对Excel文档进行数据清洗、类型转换等预处理,再经过结构化后导出到RIS或TXT格式的文件中(也可以直接从CNKI中导出);② 通过VOSviewer软件读取RIS或TXT格式的数据,绘制共现关系图等。其中,VOSviewer软件的“Total link strength”参数,可以反映出某节点(作者或关键词)与其他节点之间的总体关联强度;共现关系图的节点大小通常表示关键词或术语在数据集中的重要性或频率,节点线条表示这些关键词或术语在同一文档中同时出现的次数或者频率。

1.2.4 主题演化分析

利用Python编程构建LDA模型,对文献摘要进行主题演化分析,有助于发现文本中的隐藏主题和语义信息,例如: 发现主题的演化过程和变化趋势,发现主题的热度变化等。具体步骤为: ① 数据预处理: 对数据进行预处理,包括文本分词、构建文档-单词矩阵等; ② 模型参数设置: 在模型参数设置中,需要设置主题数,并进行多次试验以确定最佳主题数; ③ 模型训练: 使用LDA模型对数据进行训练,通过迭代计算,LDA算法会根据每个主题中词语的权重,将相似的词语分配到同一个主题中,以便更好地描述该主题的内容; ④ 结果可视化和参数调优: 使用可视化工具进行参数调整和结果验证,以确保分析结果的准确性和可靠性; ⑤ 结果分析和解释: 根据最终确定的结果,对每个主题及其所属单词进行解释并进行归纳总结,挖掘不同主题的特点和趋势。

2 相关指标统计与分析

2.1 历年发文量分析

1982～2022年间《岩石矿物学杂志》的累计发文量为2 944篇,2005年之前均为季刊,1年4期,自2005年起改成双月刊,1年6期,发文量统计见图1。从图1可见,该刊的发文量可以划分为4个阶段:创刊之初受到较多关注, 1982～1985年发文量快速增长;自1986年分刊之后发文量下降,1986～2000年进入平稳期; 2001～2013年发文量稳步上升,其中几个折线的高点是由“环境矿物学”专辑造成的,因为2001～2019年间,由北京大学鲁安怀教授组织每2年在该刊发表1期环境矿物学的专辑,共计11期,2013年发文量达到最大值110篇;自2014年开始,发文量有所下降,尤其是2020年、2022年受疫情的影响,发文量达近10年最低。宝玉石矿物学为该刊的特色栏目,在该刊主要以增刊的形式集中呈现,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,均为宝玉石增刊(图1虚线)。

图1 《岩石矿物学杂志》1982～2022年发文量折线图

2.2 作者贡献分析

2.2.1 作者发文量分析

以合著发文量及其排名(取Top50)为基准,添加对应的第一作者发文量,并对合著发文量与第一作者发文量之间的关系进行比较,这样可以更全面地评估该刊的发文特色以及作者的学术贡献。依据合著发文量与第一作者发文量汇总数据,绘制成双向柱状图(图2)。从图2可以看出,作为第一作者排名前3的作者分别为张旗(17篇)、郭宗山(16篇)和沈其韩(11篇),该排名可以在一定程度上反映作者在该刊的发表积极性和贡献度。排名前3的合著作者依次为鲁安怀(98篇)、董发勤(50篇)和王长秋(48篇)。值得注意的是,这3位作者均为环境矿物学领域的专家,这不仅反映了这3位专家在环境矿物学行业内的学术影响力,而且在一定程度上也反映了该刊的优势栏目。结合图2以及图中所涉及作者的文章可以看出,环境矿物学、岩石学和矿物学是该刊作者群体的主要发文领域,基本符合该刊的主题定位。另外,图中还反映出不同作者的合著发文量与第一作者发文量并不完全成正比,这一现象也表明该刊在具体学科领域的影响力还需要进一步提高,以吸引那些在学术上具有较高影响力的专家更多地以第一作者身份发表论文。

图2 合著发文量与第一作者发文量汇总数据双向柱状图

2.2.2 作者共现关系分析

通过VOSviewer软件统计作者间的发文量和合作强度,并据此构建作者网络图,以呈现作者之间的合作强度和关系。在这类图中,每个节点表示1个作者,而节点之间的连线则表示这些作者在1篇或多篇文献中的共同合作情况。节点大小通常表示该作者在文献中贡献的大小和影响力,连线的粗细代表作者之间合作次数。另外,利用VOSviewer软件的聚类功能,还可以使用不同的颜色对每个聚类群进行标记,从而使用户能够更直观地识别和区分不同的聚类群。这类图解在挖掘作者的研究团队、展现团队核心及评估团队对期刊的贡献方面很有帮助。经统计,该刊所涉及的作者多达6 423位,且不排除有同名作者存在。为了更加清晰地展示作者之间的主干关系网络,将软件的筛选阈值提高到8,即作者发文量(含合著)Documents≥8时才会被筛选出来,最终得到119位作者,其共现关系图见图3。图中圆点的大小表示频数,不同颜色表示不同的聚类或群落(后面的图6、8、11为相同表示)。从图中基本上可以反映出作者的合作团队情况以及团队在该刊发文的贡献程度。

图3 《岩石矿物学杂志》贡献前119名作者共现关系图

2.3 单位和机构贡献分析

在原始数据中,发文机构之间可能存在隶属或包含关系,需要大量机构名称进行对齐。在实际统计分析中发现,早年发表的文章涉及第一单位为中国地质大学的,并未很好地区分“中国地质大学(北京)”和“中国地质大学(武汉)”,因此在统计时,将所属文章统归为“中国地质大学”。对作者所属第一单位进行可视化分析,得到该刊发文贡献排名前20名的机构和单位如图4,其中,中国地质大学以23.3%的占比居首,其次是中国地质科学院地质研究所(14.4%)、中国地质科学院矿产资源研究所(12.8%)、北京大学(12.7%)和南京大学(4.9%),这5家机构的发文量占比合计近65%。除图4上所显示的单位以外,还有中南大学、湖北省宜昌市地质矿产研究所、西安地质矿产研究所、长春地质学院、中国科学院大学以及中国科学院高能物理研究所等也有较多的贡献。

图4 《岩石矿物学杂志》发文量前20名的机构或单位图

2.4 基金贡献分析

通过对不同基金资助的文献数量进行统计发现,受国家自然科学基金资助的文章占50%之多,其他还包括国土资源大调查项目、国家重点基础研究发展规划(973计划)、国际科技支撑计划、高等学校博士学科点专项科研基金、国家重点研发计划、国家科技攻关计划等。选取2000～2022年间排名前5的基金统计数据,从时间序列(图5)的角度进一步分析,可见国家自然科学基金的历年资助量均为最多,平均40篇/年;国土资源大调查项目的历年资助量逐年攀升,平均16篇/年;其他基金未展现出明显的变化趋势。

图5 《岩石矿物学杂志》2000～2022年排名前5资助基金柱状统计图

表 1 《岩石矿物学杂志》2006～2021年引证指标一览

2.5 引证指标及被引分析

《岩石矿物学杂志》2006～2021年的各项引证指标见表1,该刊他引率一直都处在较高的水平,排名相对稳定,总被引频次持续升高,影响因子相对比较平稳。CNKI检索的该刊总被引频次前20 的文章见表2(检索时间2023年3月29日),其中综述类文章10篇,研究型文章10篇。被引率较高的文章主要集中在2012年及以前发表的文章,文章内容主要与岩石学和环境矿物学相关。值得注意的是,被引率较高的文章有多篇出自同一专辑,如表2中序号2、3、4、5的文章均来源于王涛、韩宝福、张招崇教授组织的《中国北方造山系花岗岩演化及成矿意义》专辑,序号12、13的文章均来源于鲁安怀教授组织的“环境矿物学”专辑,可见高质量的专辑组稿对于产生高质量、高被引的稿件,从而提升期刊的学科地位和学术影响力有重要的意义。综述性文章往往容易具有较高的被引率,且与高被引率文章相联系的作者往往也具有较高的学术声誉和影响力,这可以进一步推动文章被引用的频率和数量。对于研究型文章要想获得高被引频率则需要同时具备新颖性、原创性、重要性以及较高的数据质量。同时,同行评议及期刊的宣传也会影响文章的被引用情况。

3 关键词分析

3.1 总词频统计

针对历年关键词,通过人工判别对结果进行对齐、合并,例如将“锆石U-Pb定年”和“锆石U-Pb测年”统一成前者,最终得到《岩石矿物学杂志》已发表文献中总词频排名前20的关键词,分别是: 地球化学(219)、花岗岩(69)、锆石U-Pb定年(68)、吸附(62)、矿物学(60)、火山岩(53)、稀土元素(52)、岩石成因(47)、微量元素(47)、构造环境(47)、西藏(46)、新矿物(43)、流体包裹体(43)、成因(40)、红外光谱(38)、新疆(34)、黄铁矿(32)、玄武岩(30)、晶胞参数(28)、内蒙古(30)。关键词的排名越靠前,说明该主题越受关注。

3.2 关键词共现关系分析

通过VOSviewer软件统计关键词频次和共现强度,并据此生成关键词共现关系图,可以将文献中的关键词之间的主题关联性呈现出来。通过分析不同文献中的关键词出现频率和共现关系,构建出一套大型词语网络,该网络中的每个节点表示1个关键词,节点的大小表示该词出现的频次,节点之间的连线表示两两关键词在多少篇文献中同时出现,其连线越粗,其相关性也就越强。经统计,该刊所涉及的关键词累计达7 771个。同样,为了更加清晰地展示关键词之间的主干关系网络,将软件的筛选阈值提高到15,即Occurrences≥15时才会被筛选出来,最终得到75个关键词,其共现关系见图6,可见“地球化学”的共现强度最高,与之关系紧密的词包括: 锆石U-Pb定年花岗岩、岩石成因、火山岩和岩石学等;其次共现强度较高的是“晶胞参数”,与之相关的词主要包括: 物理性质、粉晶数据和新矿物等。这两大关键词主干系统也与该刊“岩石”和“矿物”两大主题分别相对应。

图6 《岩石矿物学杂志》关键词共现关系图

3.3 历年关键词变化分析

将总词频Top20的关键词作为重点,并根据属性分类对其排列顺序进行了调整。同时,为了消除不同年份发文量对关键词频次的影响,引入了惩罚系数,对关键词词频进行了修正。关键词的词频时间序列图见图7。

图7 《岩石矿物学杂志》关键词词频时间序列图

高频关键词以及历年关键词的变化,基本反映了学科的研究进展以及该刊发文高频率主题的变化趋势和演进状况。① 地球化学一直都是该刊的一大研究主题,这也体现在其作为关键词的高频热度上。另外,还有很多研究集中在稀土元素和微量元素上,使得这两者作为独立的关键词显示于词频统计之上; ② 花岗岩、火山岩和玄武岩属于岩浆岩石学的研究领域,也是该刊的一个重要发文主题,而岩石成因、构造环境在1990～1995年期间相继高频出现,并持续至今; ③ 新矿物的发现及相关统计工作是该刊的另一优势栏目,自创刊至今一直延续,也使得矿物学、新矿物和晶胞参数等关键词相继频繁显现。④ 环境矿物学在该刊自1999年组织第1期专辑,与其密切相关的吸附研究则于2000年后在该刊热度兴起,红外光谱是矿物学领域的重要研究测试方法,其热度也一直较高,且在2000年后更加持续; ⑤ 从研究手段上来看,锆石U-Pb定年技术作为一种重要的地质年代学方法,自2008年后便具有较高的热度并持续至今。另外,流体包裹体作为矿床学研究的主要手段之一在该刊也具有较高的热度; ⑥ 长期以来,内蒙古、新疆和西藏等地区是研究者比较关注的重点区域,并随着时间的演进显示出其研究重心从内蒙古向西藏逐渐漂移的迹象。

表 2 《岩石矿物学杂志》被引率前20名的论文及相关信息

3.4 分阶段主题追踪

根据该刊自身的特征,将其划分为4个阶段进行发文主题的追踪: 1982～1995年(季刊,14年)、1996～2004年(季刊,9年)、2005～2012年(双月刊,8年)、2013～2022年(双月刊,最近10年),4个阶段的发文主题追踪见图8,5年内的发文主题追踪见图9。从图8(阈值≥3)可知,该刊的最初14年,岩石学、矿物学的发文主题分布比较均衡,对矿物学的报道一直是优势;在第二阶段,1996～2004年期间,矿物学和环境矿物学优势显著,地球化学的重要性日益凸显;2005年以后,以岩石学、地球化学为主题的文章占比大幅度提高,环境矿物学的发文占比仍然很大,矿物学的发文稍显薄弱;到最近10年期间,地球化学和岩石学的发文已经呈现出明显的优势,矿物学较环境矿物学的占比有所提升。近5年期间,该刊发文在岩石地球化学、矿物学和环境矿物学领域已经有较明显的三分趋势(图9, 阈值≥3),岩石地球化学仍是发文的重要主题领域,基本符合学科发展趋势,也比较符合该刊的主题定位。

图9 《岩石矿物学杂志》2018～2022年发文主题追踪时间覆盖图

表 3 基于LDA主题分析的结果详情

3.5 主题演化分析

利用LDA算法对文献摘要进行主题演化分析,可以进一步挖掘出该刊发表文章的热门主题方向,相对于关键词来说,可以有更多特征。通过多次运行程序,结合可视化工具得到主题数为5(即最佳主题数)时,划分结果达到主题一致性状态。各主题详情参见表3。

可以看出,按照主题词及权重该刊主要涉及5个不同的研究主题。主题1:岩石成分和特征分析,包括岩石的化学组成、特征(如稀土元素)、岩浆来源和岩石年龄等; 主题2: 变质作用和岩石变质过程研究,涉及变质作用的机制、变质岩的形成机制以及与变质作用相关的岩石矿物学特征; 主题3: 矿床特征和成矿机理研究,主要包含了流体特征、黄铁矿标型和石英等脉石矿物的特征,成矿过程的阶段与划分等; 主题4: 沉积环境和地层特征分析,包括盆地演化、沉积作用的影响因素、沉积岩的形成机制等; 主题5: 环境矿物学研究,包括相关矿物的实验研究及与环境之间的相互作用。新矿物的报道虽然是该刊的一个重要内容,但在LDA分析中排名相对靠后,表明该主题涉及词汇的权重相对于前5个主题比较低。

为了进一步研究上述5个主题的研究现状及趋势,聚焦在2000～2022年间的数据将主题词的频数加和得到对应主题的总频数,然后绘制出主题热度分布及趋势图(图10)。可以看出,20多年间,在《岩石矿物学杂志》的发文中,主题1、3、5相对于主题2、4的热度较高,且主题1、3和4的研究热度有波动上升的趋势。

图10 《岩石矿物学杂志》2000～2022年不同主题的热度分布及趋势

4 讨论与展望

4.1 载文热点与学科发展探讨

地质学作为自然科学的五大基础学科之一,至20世纪80年代,发展成为包含众多分支学科的成熟的理论体系。其中矿物学、岩石学是地质学最重要的分支学科,它们的发展与一系列理论学科、技术学科和应用学科有着密切的关系(赵珊茸等, 2004)。对于岩石学、矿物学的研究热点,在不同时期会伴随着科学理论体系和测试技术的不断进步而有不同的变化趋势。对科技期刊的发文数据分析不仅有助于研究期刊的现状与发展趋势,还可以揭示学科研究的热点与发展方向,为科学工作者提供帮助和指导。

《岩石矿物学杂志》41年间发表文章的大数据统计分析可以看出,岩石学和矿物学一直是该刊的主要发文领域,这也与该刊的主题和定位十分契合,地球化学成为近20年来研究和发文最高频率的主题。除此之外,该刊在矿物学领域,尤其是环境矿物学和新矿物的报道方面具有突出的优势。

岩浆岩是深入地球内部的“岩石探针”,是窥视地球内部的窗口(张招崇等, 2011)。从该刊关键词词频上显示出其中对于岩浆岩的关注尤为重要,火山岩、花岗岩和玄武岩自创刊之初就持续保持着较高的热度(图7),该领域的研究成果在该刊被引前20名的文章中也占据了相当大的比例。从图3可以看出,中国地质科学院地质研究所侯增谦团队和王涛团队、中国地质大学(北京)张招崇团队在该领域有着较高的贡献。张旗研究员在花岗岩领域以17篇的第一作者身份在该刊贡献较多的文章,其对于A型花岗岩的探讨的文章(张旗等, 2012)也受到较多的关注。岩石学领域中的变质岩也是该刊发文的重要领域,这集中体现在中国地质科学院地质研究所沈其韩团队和北京大学张立飞团队的贡献上,刘福来研究员也多次在该刊组织变质岩专辑。对于岩石成因和构造背景的研究在1990年以后受到较多的关注(图7),中国地质科学院地质研究所杨经绥团队在该领域有较多的发文。此外,该刊在沉积学方面的发文也有很多亮点,呈现出一批高质量、高被引的文章(如刘建明等, 1997)。

地球化学是地质学中最重要的研究方法(韩吟文等, 2003),其衍生出的元素地球化学、矿床地球化学、同位素地球化学等分支学科理论体系的发展以及地球化学测试手段的进步对于促进岩石学、矿物学的热点演变有着重要的推动作用。地球化学的进步很大程度上依赖于测试仪器的进步,近10年来,地球化学一个重要特点是锆石U-Pb定年法测试技术(如SHRIMP、LA-ICP-MS、ID-TIMS等)的发展及其在地质学上的大量应用,获得了一大批高质量的年代学数据,与此同时,相关的文章也在各大地质期刊成为焦点,“锆石U-Pb定年”自2006年开始在该刊成为高频关键词,测试技术的进步也进一步推动了地球化学的热度。目前,国内各大科研院所纷纷建立了自己高精度的测年实验室,相应的操作流程、数据处理、误差校正、仪器开发以及逻辑运算模型也更加优化(杨江海等, 2014),使得高精度地质年代学已逐步趋于成熟,锆石U-Pb年代学研究及其相关应用也必将在今后一段时间内持续成为重点研究领域。

矿物学是地球科学的重要基础学科,现代矿物学的研究热点主要集中在应用矿物学、矿物物理和高压(地幔)矿物学、天体(宇宙、行星)矿物学、环境矿物学(核废料处置)、矿物表面(水-矿物作用)、同步辐射(电镜、波谱)矿物应用,它们引领着世界矿物学研究的潮流和方向(秦善等, 2016)。早期(19世纪中叶以前)的矿物学研究集中在矿物的肉眼鉴定以及矿物性质的描述上;此后(20世纪早期)偏光显微镜、X射线等测试仪器的发展,使得矿物学开始转移到矿物内部微观现象以及晶体结构的研究上;后来(20世纪60年代以后)伴随着一系列新技术和波谱学手段的建立以及物理学和化学理论的进步与应用,促使矿物学从宏观到微观对矿物进行全面认识的现代矿物学时代的到来(秦善等, 2016);近10年微束、微区、原位分析以及高温高压、计算模拟等技术的飞速发展极大地推动了矿物学研究的深度(何宏平等, 2020)。这种研究上的变化在该刊的载文中也有相应的体现(图7)。我国矿物学今后优先发展领域和重点发展方向为: 地球深部矿物物理与高压矿物学、不同介质体系中的矿物表面科学、重要和特色矿产资源的系统矿物学研究、宇宙矿物学、环境演化与控制矿物学(秦善等, 2016)。

新矿物的发现与研究是矿物学研究中不可或缺的一个重要基础领域(蔡剑辉, 2021),其成果能够在一定程度上反映一个国家基础性科研的实力与水平,重视发现和研究新矿物一直以来都是我国矿物学研究的特色(秦善等, 2016)。《岩石矿物学杂志》自1983年以来连续追踪和报道全球发现并经国际矿物协会(IMA)新矿物与矿物分类命名专业委员会(CNMNC)批准发表的新矿物,并分年度总结刊发(表4),该系列文章具有稳定的稿源和较高的权威性,得到相关领域学者的认可与关注,该系列文章延续至今。由中国学者发现和报道的新矿物在数量上与国际领先国家还存在一定的差距,但近20年来,我国新矿物的研究工作有了很大进步,成果显著。未来中国新矿物的研究可以在加强国际合作研究的同时,立足我国丰富且复杂的地质背景的特点,适当拓展新矿物研究的空间和对象,除继续关注传统新矿物产出环境外,还要加强火山岩区火山口附近、典型地层和沉积建造、冰川沉积物、老矿山老标本及钻孔样品等特殊地质环境的新矿物研究工作,另外还需重视地球深部和宇宙空间的扩展和探索(蔡剑辉, 2021)。

矿物学所涉及的领域众多,且伴随科学技术的进步,不同学科相互渗透、交叉形成一些新的交叉分支学科,如环境矿物学。环境矿物学是20世纪90年代初诞生的新兴交叉学科,2000以后获得了快速发展(鲁安怀, 2009)。自1999年开始每隔2年由北京大学鲁安怀教授在该刊组织出版1期环境矿物学专辑,至2019年共出版11期。这一系列专辑的出版,不仅促进了我国环境矿物学的发展,而且也带动了刊物学术影响力的提升(鲁安怀, 2009)。连续的环境矿物学专辑的推出,使得该刊在该领域累积了稳定的作者群、审者群,也发表了一批高质量、高被引的相关文章,已经得到该领域学者的认可与关注并在该刊形成了一个稳定常设的栏目。发表的文章涉及地表多圈层交互作用产物的环境属性、矿物与微生物交互作用、纳米矿物及其环境功能研究、生物矿化作用及其环境效应以及人体矿物病理与矿化作用等方面的重要研究进展(鲁安怀等, 2020)。在未来,水气土污染防治矿物环境功能研究、环境矿物材料开发应用研究、矿物半导体理论与应用研究、矿物与微生物交互作用研究、人体矿物病理与生理性研究以及矿物大数据与地球环境演化研究等将是环境矿物学领域的主要优先研究方向(鲁安怀等, 2020)。

《岩石矿物学杂志》对宝玉石研究领域的报道具有一定的权威性与优势。多期宝玉石增刊的推出使得该刊在该领域具备了较高的权威性与关注度,该类稿件普遍具有吸引力强、观赏性强、读者广泛的特点,对于丰富期刊内容、提高期刊知名度有积极的作用。

表 4 《岩石矿物学杂志》刊发的与新矿物相关的文章一览表

4.2 与知名期刊的对比

为全方位了解国内外在岩石和矿物等领域的研究进展,收集了《岩石学报》、《Journal of Petrology》和《American Mineralogist》在2013～2022年间发表的数据,分析这3个期刊的发文量和载文热点情况,并与《岩石矿物学杂志》进行对比分析。

数据显示,2013～2022年,《American Mineralogist》共发表了2 226篇文章,《Journal of Petrology》为905篇文章,《岩石学报》为2 526篇文章,《岩石矿物学杂志》则为916篇文章。对比国内,《岩石矿物学杂志》与《岩石学报》的发文量存在较大差别;对比国外,《岩石矿物学杂志》与《Journal of Petrology》的发文量相近。

根据关键词共现关系图(图11)的外形可以看出,《American Mineralogist》和《Journal of Petrology》都呈现为圆球状,各个高频率关键词之间的关系紧密;《岩石学报》次之,整体外形不太规则,除了塔里木盆地以外,其他关键词之间也比较紧密。《岩石矿物学杂志》则显示为扁圆状,呈现出岩石和矿物两大中心主题。这一方面反映了《岩石矿物学杂志》刊文符合杂志定位;另一方面,也反映了目前发表的文章,岩石和矿物的有机融合不够,还缺少大量将两个主题有效链接的文章。具体到关键词共现关系方面(表5),《American Mineralogist》的高频率关键词主要有晶体结构、高压矿物、具体矿物(锆石、磷灰石、橄榄石等),还包括拉曼光谱、X射线衍射和穆斯堡尔光谱等实验技术以及火星。这反映了该期刊文章在矿物学领域的研究热点。另外,邀请文章(invited centennial article)和综述文章(review article)也是高频率关键词,这可能是该刊具有较高国际影响力的重要因素之一,一方面能够邀约到著名专家的文章,另一方面这些文章的发表又推高了期刊影响力,两者形成正反馈。《Journal of Petrology》高频关键词主要有酸性岩(rhyolite)、基性岩(basalt, bushveld complex)等,文章主要侧重于岩石成因探讨(fractional crystallization, partial melting, magma mixing, subduction, metasomatism)。熔融包裹体等具体研究对象和实验岩石学等具体研究手段也有一定分量。另外,《Journal of Petrology》有“editor choice”栏目,编辑可以不经送审直接录用文章,为重大发现等研究提供了快速展示的平台。《岩石学报》的研究主题主要包括: 年代学和定年技术、岩石地球化学、成矿流体、构造背景与演化。华北克拉通和青藏高原都是研究热门地区。《岩石矿物学杂志》的研究主题主要包括: 地球化学、地质年代学、区域地质、岩石成因、环境矿物学、矿床成因和构造演化等多个方面。整体来看,《岩石矿物学杂志》的研究主题范围较广,与其他3种期刊的研究主题均有一定交集,且与《岩石学报》的相似度最高。同时,《岩石矿物学杂志》在涉及到的多个领域展示了强大的跨学科研究能力,在学术期刊研究中逐渐形成了自己独特的期刊风格和特点。

图11 4个刊2013～2022年关键词共现关系图

表 5 2013～2022年4个期刊的高频关键词对比

4.3 总结与展望

《岩石矿物学杂志》40年来紧密结合科学研究热点,在岩石学和矿物学领域发表了大量高质量文章,对相关领域研究成果的传播与交流发挥了重要作用。研究表明,积极发挥编委和编辑部主观能动性作用,邀请行业内高影响力专家投稿、组稿,对提升该刊学科地位和学术影响力具有重要意义。稿件主题以岩石学和矿物学为主,稿件选取建议涉及以下几方面的予以重点考虑:

研究内容上,除了传统的岩石和矿物组成与成因机制研究之外,还鼓励将岩石和矿物紧密结合,深入挖掘矿物和岩石的信息,从而探索行星形成演化、宜居地球的资源循环富集与环境变化等。该刊在这方面内容已经有部分文章刊出,如周剑凯等(2019)、刘超辉(2022)、朱建江等(2022)、黄丽霖等(2022)等。

研究手段上,鼓励新技术、新方法的开发与应用、多科学交叉研究、大数据和机器学习驱动的新范式研究等。锆石U-Pb定年是一种在21世纪初发展成熟的技术方法,一经应用便大行其道,在该刊自2006年开始,一直居于研究关键词热点。如果有哪种新技术、新方法得到成熟应用,则会给研究者提供新的视角来审视我们的地球,从而带来意想不到的研究成果。该刊在这方面刊出了“碳酸盐矿物激光原位U-Pb定年基本原理、分析方法与地学应用”等文章(高伊雪等, 2022)。21世纪以来,地球科学研究进入以建立新知识体系为核心和大数据驱动为手段的重大转折时期。地球科学、信息科学和数据科学交叉,有望实现地学研究的源头创新和时空大数据研究的重大理论突破(周成虎等, 2021)。该文即是此背景下期刊大数据的尝试性应用。