钦杭成矿带研究进展——基于CiteSpace社区发现结果分析

贺炬翔,张前龙,许娅婷,刘永强,王维曦,周永章,虞鹏鹏

1) 中山大学地球环境与地球资源研究中心,广州,510275;2) 中山大学地球科学与工程学院,广东珠海,519085;3) 广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室,广东珠海,519085

钦杭(钦州—杭州)成矿带是2010年被中国地质调查局正式认可、并部署系统矿床地质远景调查的全国重点成矿区带(徐德明等,2012;周永章等,2012)。它是南起广西钦州湾,经湘东和赣中延伸到浙江杭州湾地区,位于华南地区扬子与华夏两大古陆块碰撞拼贴形成的巨型板块结合带及两侧的区域(图1)。

图1 钦杭成矿带的分布范围(据周永章等, 2015)Fig.1 Distribution range of the Qin-Hang belt (Qinzhou—Hangzhou metallogenic belt) (from Zhou Yongzhang et al., 2015&)断裂编号: ① 江山—绍兴;② 赣东北;③ 铅山—萍乡;④ 醴陵—文家市;⑤ 长寿街—双牌;⑥ 茶陵—临武—怀集;⑦ 龙胜—永福;⑧ 桂林—来宾;⑨ 凭祥—大黎; 横县;灵山—藤县;博白—岑溪;信宜—廉江;吴川—四会三分方案构造分区:Ⅰ—北段;Ⅰ1—江山—绍兴韧性剪切带, Ⅰ2—赣东北区域大断裂, Ⅰ3—铅山—萍乡断裂;Ⅱ—中段(南岭大花岗岩省);Ⅱ1—锡田—万洋山—诸广山, Ⅱ2—九嶷山—骑田岭—大东山—九峰山, Ⅱ3—阳明山—衡山;Ⅲ—南段;Ⅲ1—十万大山盆地, Ⅲ2—钦—防海槽, Ⅲ3—云开大山隆起Fault No.: ① Jiangshan—Shaoxing, ② Northeastern Jiangxi, ③ Yanshan—Pingxiang, ④ Liling—Wenjiashi, ⑤ Changshoujie — Shuangpai, ⑥ Chaling—Linwu—Huaiji, ⑦ Longsheng—Yongfu, ⑧ Guilin—Laibin, ⑨ Pingxiang—Dali Town, Hengxian, Lingshan—Tengxian, Bobai—Cenxi, Xinyi—Lianjiang, Wuchuan—SihuiTectonic division of tripartite scheme:Ⅰ—north section;Ⅰ1—Jiangshan—Shaoxing ductile shear zone, Ⅰ2—regional large fault in northeastern Jiangxi Province, Ⅰ3—Yanshan—Pingxiang fracture;Ⅱ—central section(Nanling large granite province): Ⅱ1—Xitian—Wanyang Mts.—Zhuguang Mts., Ⅱ2—Jiuyi Mts.—Qitian Mts.—Dadong Mts.—Jiufeng Mts., Ⅱ3—Yangming Mts.—Hengshan Mts.;Ⅲ—south section: Ⅲ1—Shiwangdashan Basin;Ⅱ2—Qinzhou—Fangcheng trough;Ⅲ3—Yunkaidashan uplift

钦杭成矿带具有矿床规模大、矿化分布密集、矿床类型齐全、伴生组分多样的显著特点, 产出有德兴铜金、大宝山铜多金属、长坑银金等超大型—大型矿床,因此受到研究者的重视 (中国地质调查局资源评价部❶;胡瑞忠等,2010; 毛景文等,2011;周永章等,2012;2015;2017;李献华等,2012;舒良树,2012;梁锦等,2012;覃小锋等,2013;李晓峰等,2013;曾长育等,2015;虞鹏鹏等,2017) 。

CiteSpace是1种大数据分析技术软件,可以用来分析某特定研究领域的研究热点、研究前沿、知识基础、主要作者和机构等,同时帮助预测某一研究领域的未来发展方向,是图形大数据社区发现的重要工具(陈悦等,2015;王维曦等,2022)。本研究根据已发表的研究文献,通过CiteSpace软件分析钦杭成矿带的研究热点和研究趋势。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究方法

笔者等使用CiteSpace(引文空间),生成作者、关键词、机构等的可视化图谱(高艺源,2018),通过图谱对研究数据蕴含的信息进行挖掘,分析钦杭成矿带研究进展与趋势。

1.2 数据来源

中文文献检索自中国知识基础设施工程 China National Knowledge Infrastructure(以下简称 CNKI)数据库,采用专业检索方式,以检索式“钦杭带”“十杭带”“钦杭结合带”“钦杭成矿带”为检索主题,检索时间跨度为 2009年至 2022年,共检索到文献387篇,经过筛选,最终得到357条结果,将其导出为 Refworks 格式,并用CiteSpace的“Data—CNKI”功能转换为可分析格式后生成可视化图谱。

2 结果与分析

2.1 文献时间分布

发文量的时间分布是研究钦杭成矿带发展演化的一个重要体现,可体现该领域的发展态势。图2展示了2009 年至 2022 年国内外年发文数量变化趋势。总体来看,年发文量从2010年开始上升。2009年至2012年为形成期,处于基础研究阶段。从 2013年开始进入成长期,其中,2015,2017年是国内期刊发文成果的小高峰。2019年以后,呈下降趋势,与中国在矿产勘查方面支持力度有很好相关性,但对钦杭成矿带已有研究,应会产生持久的影响。

图2 CNKI数据库中钦杭带发文量Fig.2 The number of papers related to the Qinzhou—Hangzhou metallogenic belt published in CNKI database

2.2 作者发文量与作者共被引分析

对作者及作者发文量共现网络进行分析可得到密切合作的学者群体,从而挖掘出学术研究中的团队效应。作者共被引分析(ACA, Author co-citation analysis)最早由 White HD 和 Griffith BC提出。作者间的共被引关系可以反应出作者之间对该研究的相关性;作者共被引频次越多,说明他们之间的相关程度就越大。通过作者共被引分析能得知在钦杭成袋带研究领域内具有高影响力的作者。将 CNKI 数据来源的文献利用CiteSpace 中 Author 分析功能,时间区域选择 2009—2022年,节点类型选为“Author”,选择修剪切片网(Pruning sliced networks)对发文作者进行分析,得到作者共现图谱(图3)和发文量排名(表1)。

表1 主要学者发表与钦杭带有关的论文数量一览表Table 1 The number of articles related to the Qinzhou—Hangzhou metallogenic belt for main scholars publishing

图3 作者合作可视化图谱Fig.3 Visualization graph for authors collaboration

从表1和图3可看出,周永章、张雪辉、李兴远、郑义等作者发文数量最多。从作者群角度来看,作者与作者之间的相关性较强,形成了一系列的关系网,如以周永章、张雪辉为中心的关系网络。

按照发文量排名统计(表1),前10位作者总发文数量占到2009～2022年总发文量的50%,发文学者为钦杭成矿带的研究作出了显著贡献。

2.3 机构发文量与机构共被引分析

机构合作可视化图谱中有211个节点,229条连线,机构网络密度为0.0103(图4)。每个圆圈代表1所机构,连线粗细代表机构间合作的关系程度。从图中可以看出中山大学地球科学与工程学院颜色最深,范围最大,发文量是第一位(70篇),其次是广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室(58篇),以浙江省地质矿产研究所为中心,由广东省海洋地质调查院、浙江省第一地质大队、江西省地质调查院等组成的关系网络是机构间最大的(表2)。

表2 主要机构发表与钦杭带有关的论文数量一览表Table 2 The number of articles related to the Qinzhou—Hangzhou metallogenic belt for main institutions publishing

2.4 研究热点

2.4.1关键词图谱

关键词是研究问题的核心,是对研究主题的高度凝练,对学科领域的研究热点具有指示性作用,因此研究钦杭带的热点问题最重要的就是对关键词进行分析。

以“keyword”为网络节点,生成360个节点、547条连线、网络密度为0.085的关键词图谱(图5)。关键词是文章内容的重点,研究一个领域的热点就是要看关键词的频次以及中心性,钦杭成矿带的研究热点有钦杭成矿带(频次142)、地质化学(频次27)、燕山期(频次13)、华南(频次11),筛选出频次与中心性排名前10的关键词,见表3。从中可以看出,除钦杭成矿带外,地球化学、燕山期是排名前2的高频关键词,分别指示钦杭成矿带研究的主要对象和研究方法是地球化学,燕山期是其最重要的成矿地质时期。各个关键词的连接较为紧密,说明学界对钦杭成矿带的研究呈现多样化的特点。尽管在现实中,关键词之间具有等级关系,但在CiteSpace生成的共现图谱中,关键词是独立的,不同等级的关键词可以同时共现,如庞西垌、流体包裹体、Hf同位素、黄铁矿等都可以成为显著的研究主题(图5)。

表3 钦杭带相关论文的高频关键词及其中心性表Table 3 High frequency keywords in the papers related to the Qinzhou—Hangzhou metallogenic belt and their centrality table

图5 钦杭带关键词共现图谱Fig.5 Keywords cooccurrence map of Qin—Hang belt

2.4.2关键词聚类

关键词聚类分析可以直接体现研究领域的重点以及热点,其结果如表4和图6所示。通过对各关键词聚类分析并采用对数似然比(LLR)方法,可以发现该研究领域在当年的热点,聚类序号与聚类大小为负相关,最大的聚类以#0标记。其中各个节点的大小表示关键词出现的频次,节点越大说明该关键词出现次数越多,聚类中文献越多说明其领域更加重要,更需要人关注。一般来说聚类模块值(Q值),Q>0.3意味着聚类结构显著;聚类平均轮廓值(S值),S>0.5聚类就是合理的,S>0.7意味着聚类是令人信服的。本图聚类模块值(Q值)为0.8744,聚类平均轮廓值(S值)为0.9704,说明是合理的。根据聚类的不同标签具体内容,8个聚类分为以下3个类别:聚类#0钦杭成矿带、#1岩石地球化学侧重于钦杭带地球化学方法研究,聚类#2成矿区带、#3燕山期、#4流体包裹体、#5多金属矿床、#7成矿系统侧重于钦杭带成矿方面研究,聚类#6多旋回造山是侧重于构造研究。

表4 钦杭成矿带相关论文的关键词聚类表Table 4 Clustering table of the keywords in the papers related to the Qinzhou—Hangzhou metallogenic belt

2.5 研究前沿分析

研究前沿分析能为研究者了解所研究领域最新的进展,以及之前的发展变化。在研究过程期间,前沿分析根据主要词语的时间分布找出频次高的词,来体现出其突现的表示以及未发现的研究难题,研究热点。笔者等通过CiteSpace软件得到钦杭带2009～2022年发表论文的关键词突现性(图8),从而来得出钦杭成矿带的发展前沿以及未来的趋势。

时间线图谱和突发性表相结合可生动具体地阐述研究领域发展趋势,前者侧重以图像形式勾勒聚类间的关系以及陈列不同时区的研究热点,后者侧重在特定时间跨度内通过统计词频频次的变化,将频次高的词探测出来以反映研究热点。

将突现词按突现强度进行整理,共找到25个突现词,将其分为5类,① 研究区域:南岭地区,庞西垌,铜山岭,华夏成矿省,成矿带,华南,江南造山带;② 研究方法:流体包裹体,微量元素,大地电磁,深部资源工程,地质调查工程,锆石年龄;③ 成矿期:燕山期,加里东期,新元古代;④ 研究主体:铅锌矿,铜多金属矿床,盘龙铅锌矿,黄铁矿;⑤ 研究内容:成矿物质来源,热水沉积,找矿方向,成矿规律,成矿作用。

由于找矿的需要,在2009年年底,中国地质调查局将钦杭成矿带纳入全国重点成矿区带, 在2010年便开始进行钦杭成矿带的地质矿产调查, 于是对华南地区的研究,尤其是对成矿带等研究更丰富了。2011年开始,钦杭带研究逐渐开始火热起来,人们都开始对钦杭带进行成矿预测,选取找矿靶区,主要是在钦杭带进行找矿,2016年之后人们更加关心钦杭带的地球化学相关的问题,寻找同位素,进行流体包裹体的检测,开始三维建模,测定微量元素,近些年来人们更加关心整个大的钦杭带地质背景,对其地质特征,控矿要素、矿床成因进行研究,利用计算机的性能来找矿,用大数据的方法提高找矿效率,10多年的研究前沿分析可以体现出国家对钦杭成矿带研究的支持力度,以及研究学者对地质发展的关注度。

3 结论与展望

本研究借助文献计量学的方法及可视化软件CiteSpace,对CNKI数据库中10多年钦杭带(钦州—杭州成矿带)领域研究文献进行回顾分析,得到以下结论:

(1) 钦杭成矿带发文的数量明显增多,钦杭带国内发文量整体呈现先上升后波动发展的态势。2019年以后呈下降趋势,与中国矿产勘查政策调整有关,但钦杭成矿带已有研究将产生持久的影响。

(2) 发文学者数量较多,还有一定的交流,并形成了几个相关性较强的关系网络。发文机构多为地质研究所和院校,大部分合作以“地质研究所+学校”的模式展开机构间的学术交流与合作。

(3) 与钦杭带相关论文的关键词的频率、中心性和突现性的分析显示,钦杭带的研究整体从成矿预测转向对成矿带的地质特征的研究。对钦杭带的矿产资源进行预测以及研究钦杭成矿带成岩成矿作用动力学、矿床成因并且利用计算机进行找矿等是10年间钦杭带的研究热点。同时研究热点颇多,体现了国家对钦杭成矿带研究的支持力度,以及研究学者对地质发展的关注度。

钦杭成矿带已发现19个超大型矿床,将成为我国的找矿主战场,因此学者应更加重视其矿床成因,成矿模式,从而利于根据以往研究所得到的地质数据进行数据分析,寻找矿产成因模式,圈定找矿靶区,指导下一步的勘察工作。

如今知识图谱已被应用于各个领域,CiteSpce可以作为一种发现热点现象的工具,可以使用图结构的知识图谱进行知识发现,其中文献中频率较高的词语,国家相对应的政策,新的研究手段等信息都是有助于我们建立研究现状图谱、关键词时间线图谱、找矿方法与矿床成因图谱等,从而有助于在这些热点问题上推动该研究取得新的认识,进一步推动钦杭成矿带研究的进展。

注 释Note

❶ 中国地质调查局资源评价部. 2010. 钦杭成矿带重要矿产勘查部署方案: 1～ 276.