地热气体作为地球内部物质与能量运移的重要信息载体,在地热系统成因解析、地震火山监测、热源识别及碳循环研究等领域具有重要作用。过去50年来,随着气体地球化学测试技术、同位素分析方法和地热资源勘查实践的不断发展,地热气体研究积累了大量文献成果。面对快速增长的研究资料,如何从宏观视角系统把握该领域的知识结构、演化规律和前沿热点,成为推动地热气体研究深入发展的重要问题。
中国地质科学院王路瑶、刘凯等联合多家科研单位在《EarthScienceInformatics》发表相关研究成果。研究团队基于WebofScience核心合集数据库,对1974—2023年间发表的1258篇地热气体研究文献开展文献计量学分析,综合运用CiteSpace、VOSviewer和Bibliometrix等知识图谱工具,系统揭示了近50年地热气体研究的发展阶段、国际合作格局、热点演化与前沿趋势。
研究结果显示,近50年地热气体研究大体经历了三个阶段:初步探索期(1974—1990年)、稳定发展期(1991—2015年)和快速增长期(2016—2023年)。其中,1974—1990年相关研究数量较少,主要围绕气体来源、地热温标及基础地球化学特征展开;1991—2015年,随着气体采样测试技术、同位素示踪方法和国际合作的推进,研究成果稳步增加;2016年以来,在全球能源转型和可再生能源开发需求的推动下,地热气体研究进入快速增长阶段,研究主题也进一步向资源勘查、环境效应和深部过程示踪等方向拓展。关键词共现与突现分析表明,地热气体研究主要形成了四类热点方向:一是地热流体来源及深部动力学过程,包括幔源气体、壳源气体、流体—岩石相互作用及深部挥发分循环等;二是地热气体在隐伏地热资源勘查、地震火山监测、热流估算及热源识别中的应用;三是地热气体平衡关系及热储温度估算,为地热系统成因分析和资源评价提供约束;四是地热气体尤其是二氧化碳的资源化利用及环境影响研究。研究进一步指出,以二氧化碳作为工质的增强型地热系统(CO₂-EGS)正成为当前地热气体与地热资源协同研究的重要前沿方向。国际合作分析显示,美国、意大利和中国是地热气体研究领域的重要贡献力量,在全球合作网络中具有较高影响力。核心机构包括意大利国家研究委员会(CNR)和中国科学院(CAS)等,高产作者和研究团队围绕这些核心机构形成了较为活跃的跨区域合作网络。共被引分析进一步识别出《GeochimicaetCosmochimicaActa》《JournalofVolcanologyandGeothermalResearch》《Geothermics》《ChemicalGeology》等核心期刊,以及一批高影响力文献,揭示了地热气体研究的知识基础和学术传承脉络。
该研究不仅系统梳理了近50年地热气体研究的发展历程和知识结构,也从文献计量学角度识别了该领域的研究热点与前沿方向,为科研人员把握学科发展趋势、凝练科学问题、拓展国际合作提供了重要参考。研究同时指出,未来地热气体研究应进一步拓展数据库来源,结合更深入的文本挖掘和多源数据融合分析,推动地热气体在地热资源勘查评价、深部碳循环、地震火山监测及CO₂地热协同利用等方向取得新的进展。
本研究得到中国地质调查项目(DD20221677-2)及中国地质科学院基本科研业务费项目(JKY202406、JKYQN202307)联合资助。
参考文献
Wang L, Liu K, Wan L, et al. Progress in geothermal gas research in the last 50 years: a bibliometric review[J]. Earth Science Informatics, 2025, 18(2): 364.

图1 近50年地热气体研究关键词共现可视化图谱。(A)关键词聚类图;(B)关键词时间序列叠加图。