接下来是硫化物及其类似化合物类矿物,这类矿物是指金属元素与硫、砷、硒、碲等元素的化合物。首先看这块铅灰色的辉钼矿,金属光泽,硬度1,密度约4.7~5.0 g/cm3,主要产于接触交代矿床和热液矿床中,是提炼钼的重要矿石矿物;再看这块铅灰色的方铅矿,金属光泽,晶体为立方体聚形,硬度在2~3,密度约为7.4~7.6 g/cm3,产于热液矿床,是提炼铅的主要矿石矿物;接下来看这块黄铜矿和菱铁矿共生的标本,其中黄铜色的是黄铜矿,浅灰色的为菱铁矿,黄铜矿是硫化物矿物,硬度在3~4,密度约4.1 ~4.3g/cm3,主要产于铜矿床,在风化作用下,黄铜矿转变为易溶于水的硫酸铜,再与含有碳酸的溶液作用便形成孔雀石、蓝铜矿。黄铜矿是炼铜的主要矿石矿物之一,与其伴生的菱铁矿属于碳酸盐类矿物;再看这个展柜中铅灰色的辉锑矿,金属光泽,晶体呈长柱状,柱面具纵条纹,为放射状集合体,硬度2~2.5,密度4.6 g/cm3,熔点很低(550℃),是低温热液成因的矿物,为提炼锑的重要矿石矿物。
然后我们看氧化物及氢氧化物矿物大类,它们是金属和硅元素阳离子与氧或氢氧根离子的化合物,其中包括含水的氧化物。本类矿物的显著特点是硬度较大,一般均在5.5以上。我们先看这块暗褐色接近黑色的针铁矿,半金属光泽,晶体呈针状集合体,硬度5,密度4.0 g/cm3,出现于某些热液矿脉中,是炼铁的矿石矿物;再看这块黑褐色金红石,金刚光泽,硬度6,密度约4.2 g/cm3,常见产于伟晶岩中,我们山西也盛产金红石矿,不过其矿物的粒度很细,形态也有些不同,呈细小的颗粒状;接下来看棕色锡石,金刚光泽,半透明,硬度6,密度约6.8 g/cm3,主要产于伟晶岩,是炼锡的主要矿石矿物。当颜色、透明度好,解理不发育时也可用于加工宝石。
然后我们看下卤化物矿物类,虽然自然界的种类不是很多,但我们日常生活中却是天天离不了。它们所属矿物为氟、氯、溴、碘的化合物,在物理性质上表现为透明、无色、密度相对较小、折射率低、弱光泽。首先看这块粉红色盐花,其化学成分为氯化钠,玻璃光泽,表面潮解呈油脂光泽,硬度2.5,密度2.168 g/cm3,易溶于水,味咸,产于干燥湖盆、咸化的局限海以及海滩,是重要的食品及饲料辅料之一;再看这块萤石和黑柱石共生矿物,其中的淡绿色矿物为萤石,黑色矿物为黑柱石。萤石又称氟石,晶体呈立方体,玻璃光泽,硬度4,密度3.18 g/cm3,部分具有萤光效应的萤石在加热或在紫外线照射下显荧光,主要为热液成因,用于冶金的助溶剂,提取氢氟酸,也可入药,黑柱石矿物为硅酸盐类矿物。
最后我们参观含氧盐矿物类,它们是指金属阳离子与酸根相结合的化合物。根据酸根的不同又可分为硅酸盐类、碳酸盐类、硫酸盐类、硼酸盐类、磷酸盐类以及钨、钼、铬酸盐类等。其中硅酸盐矿物占已知矿物的四分之一,占地壳质量的四分之三,是自然界分布极广、种类众多的一类矿物。我们首先看除硅酸盐类以外的其它含氧盐矿物,这块鲜绿色的磷氯铅矿属于磷酸盐矿物,树脂光泽,呈粒状集合体产出,硬度3.5,密度6.5 g/cm3,是地表中所含的磷酸与铅矿物作用的产物;再看这块臭葱石和银星石,它们也都是磷酸盐矿物。臭葱石名字源于其音译为“蒜味”。银星石名字可能与该矿物的形态颜色有关,黄绿色放射状的集合体犹如银星闪闪。再看这个展柜中的钒铅矿,呈棕红色的六方柱状集合体,树脂光泽,硬度2.5,密度6.66 g/cm3,产于铅矿床的氧化带中。最后我们来看硅酸盐矿物,这个展柜中呈蓝色的是蓝晶石,因其硬度有明显的异向性,故又名二硬石(平行晶体伸长方向上摩氏硬度为4.5,垂直方向上为6),密度3.53 g/cm3,主要产于区域变质岩中,是一种高压矿物,它与矽线石、红柱石的成分完全一样,但在不同条件下形成不同的矿物而已;再看这个展柜中的祖母绿和海蓝宝石,它们都属于绿柱石族矿物,晶体呈六方柱状,硬度7.5,密度2.9 g/cm3,这块祖母绿因含微量Cr3+或Cr3+ 和V3+呈翠绿色而得名,这块海蓝宝石因含Fe2+和 Fe3+呈蔚蓝色,象大海一样的宝石而得名,品质好者均可作中、高档宝石,这块摩根石因含微量元素Mn2+而成淡粉色,其名源自美国一位著名的宝石爱好收藏家,亦是一位银行家的名字——J?P?Morgan,;再看这块玫瑰色碧玺,它是透明的电气石,晶体呈柱状,横断面呈弧形的三角形,又呈球面三角形,柱面具纵纹,硬度7,密度2.9 g/cm3,具有热电性,透明色美者可作宝石,因慈喜太后十分喜欢宝玉石,即可辟邪,又与碧玺谐音而得名。
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至此,我们五大类矿物已基本看完,另外我们根据矿物的特性,例举了一些矿物的应用,如药用矿物、颜料矿物、萤光矿物、硬度矿物,以及具有美学收藏价值,甚至投资价值的宝玉石,供大家观看。此外,周边还陈列了一些极具观赏价值的矿物标本和多媒体查询系统,有兴趣的朋友可继续参观或查询相关知识。
走到这里,地质博物馆几个基本陈列的展厅就参观完毕了,纵观整个展览,我们从地球的形成,到生物的演化,再到埋藏于地下的矿产资源,对山西地质知识有了初步的了解。
接下来我们来有兴趣的朋友可以参观位于三层的两个专题展厅:测天绘地与衣被天下。
正面主题墙上的浮雕展示了从古至今具有代表性意义的测绘工具以及对测绘事业做出过贡献的先人们。
测绘即测量与绘图。测量是绘图的前提,绘图是测量的结果。我们先来看看古人使用的测量工具有哪些。
水准仪(唐代)用途:测量两点之间的高度差。 象限仪(清代康熙)又叫地平纬仪
中国古代最重要的天文测量仪器,用于测量天体地平高度。 地平经纬仪(清代)
由地平仪和象限仪组成,减少了分别使用两架仪器测量带来的误差。它是古观象台唯一采用西方文艺复兴时期法国式艺术装饰的天文仪器。1900年,该仪器被掠至法国驻华大使馆内,后迫于舆论压力,于1902年归还我国。
司南(战国)辨别方向
我国古代劳动人民在寻找铁矿的实践中,发现了磁石的指极性,于是用天然磁石制成磁勺,放在一个刻着方位的光滑底座上,转动磁勺,利用磁铁的指极性,就可以辨别方向,古人把它称之为“司南”。
浑天仪
浑天仪由浑仪和浑象组成。是我国东汉天文学家张衡在前人研究基础上改进的。浑仪是测量天体球面坐标的一种仪器,而浑象是古代用来演示天象的仪表。
随着测量工具的发展,古代绘图技术也不断提高。由最早的抽象、象形地图逐渐向科学制图转变。魏、晋、南北朝时期裴秀提出了“制图六体”,被誉为“中国科学制图学之父”, 开创了我国古代地图绘制学,形成了中国的制图理论。
进入明清时期,西方制图理论传入,意大利传教士利玛窦在中国绘制了《坤舆万国图》,绘有当时已知的五大洲:亚洲、非洲、欧洲、美洲、南极洲,以黄、红、白三色突出表示了五大洲的疆域及名称。还表示了山形、河流、海洋等地理要素及有关天文地理方面的小插图作为大图的补充。此外,海洋及南极大陆绘有船和鲸、鲨、大象、驼鸟等陆生、海生动物。改变了当时人们“天圆地方”的传统世界观。 请看这幅清代的山西地图。图中标注有州、府、县和众多山川河流。从图中可以看出清代的山西北部包括了今天内蒙古自治区的一部分。
地图的发展史就是测绘技术进步的历史,同时也承载着深厚的中国地图文化。
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如今测绘技术的发展已经进入信息化测绘时期,呈现出立体化、全天候、多角度对地观测的特点。该多媒体模拟再现了2007年初山西省工程测绘院测量五台山主峰高程的场景。在高程测量作业过程中,全体队员以昂扬的斗志和顽强的毅力,经历生死考验,出色完成了任务。展现了测绘工作者的精神风貌。这个幻影成像在全国地理信息产业峰会以及应用成果及地图展览会上夺得了最佳设计奖。
展柜中是国家大地原点的建筑模型。
国家大地原点位于西安市西北方向60公里处,是上世纪70年代后,国家经过实地考察、综合分析而确定的位置。其它地貌地物的平面位置均以其为坐标原点来测算。这一系列的坐标点构成了国家平面控制网。
确定一个地上物体的位置,仅从国家平面控制网中知道了坐标是不够的,还需测算出它的海拔高度,即测算出该物体与水准原点的垂直距离。这座模型建筑即为中国水准原点。以它为基点建立了国家高程控制网。
远处模拟场景展现了三种测绘方式,即地面测量、航天测量及航空测量。这是地面人工野外测量,就是五台山主峰高程测量采取的方式,他使用的就是左侧展台上的全站仪。航天卫星测量,具有获取资料迅速、不受区域限制等优点;航空飞机测量。航空飞机测量主要优点有:速度快、精度高、色彩真、图详清。
目前我省已建立数字化测绘体系,能够为土地资源、生态环境以及地质灾害的调查与监控提供实时信息,是及时、准确监控国土资源状况的有力保障。 土地是人类赖以生存和发展的物质基础,土地资源是指已经被人类所利用和可预见的未来能被人类利用的土地。
土地的基础是土壤,它是地球表面的一层疏松的物质,由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气、微生物等组成,能生长植物。它的形成过程经历了裸露岩石——成土母质——原始土壤——成熟土壤——耕作土壤五个阶段。地表岩石经风化作用使岩石破碎形成松散的碎屑,物理性质改变,形成了土壤基本的原始物质,被称为成土母质。成土母质颗粒间存在空隙,具有透气透水性和一定的可溶性矿物养分,但仅能满足于一些低等植物和微生物生长,当低等植物和微生物不断新陈代谢,逐渐积累起丰富的有机质时,就形成了原始土壤,原始土壤具有肥力,可以为高等植物生长提供条件,在高等植物的新陈代谢之后,土中富含有机肥料,形成了成熟的土壤,通过耕耘、培肥和改良,使土壤向有利于作物高产量方面转化而最终形成了耕作土壤。
山西省的土地按照地质地貌可以分为(按绿色按钮),按照农业种类的不同可以分为(按蓝色按钮),按照开发治理的不同可以分为(按红色按钮),同时根据土地不同的利用现状,2007年我国按照土地利用现状分类标准(GB/T21010-2007)将土地分为耕地、园地、林地、草地等12大类。
山西地处黄土高原,黄土颗粒细腻、土质松软,含有丰富的矿物质养分,利于耕作,盆地和河谷农垦历史悠久,是中国古代文化的摇篮。但由于缺乏植被保护,加以夏雨集中,且多暴雨,在长期流水侵蚀下,地面被分割得非常破碎,形成塬、梁、峁、柱。塬:表面平坦,或微有起伏,黄土堆积厚度较大,适于农耕;梁:平行于沟谷的长条状高地,长度可达上千米,宽度几十米到几百米,呈鱼脊状;峁:孤立的黄土丘,浑圆形如馒头,大多数的峁是由黄土梁进一步被侵蚀切割而形成的。柱:柱状黄土,由峁被侵蚀切割而形成。塬、梁、峁、柱之间的关系基本上代表了黄土丘陵区流水对黄土的侵蚀强度和地貌的演化过程。
土地是重要的生产资料,尤其是在生产力还不发达的古代社会,统治者更是十分重视土地问题。地籍是国家登记土地隶属关系的簿册,即土地的“户口”,其主要内容是应纳税的土地面积、土壤质量及
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土地税额的登记。人类对土地的记载可以追溯到夏、商、周时期,在甲骨文和金文中分别发现了“田”字,到了汉朝则出现了记录在竹简上的地籍。地籍是土地所有权的反映,土地所有权是土地制度的核心。古代典型的土地制度有先秦的“井田制”、北魏的“均田制”、曹魏的“屯田制”、唐宋的“两税法”、明清的“一条鞭法”和“摊丁入亩”。民国时期的土地制度仍实行封建、半封建的土地“私有制”和“租佃制”。 现在实行的是全民所有制和集体所有制的土地制度。看展柜中土地证书(即城市的土地属于国家所有,具体的单位和个人可以享有使用权。农村和城市郊区的土地,除由法律规定属于国家所有的以外,属于集体所有;宅基地和自留地、自留山,也属于集体所有。集体所有的土地,由集体经济组织及其成员共同享有所有权与使用权。) 展柜左侧是过去的地契。过去的地契必须具备交易双方的签字、画押及官府的官印。我们看到有官印的叫做红契,仅有买卖双方协商达成的地契叫做白契。
综上所述,土地是人类一切生产和存在的源泉,随着社会生产力的发展,土地更是成为了影响人类可持续发展的重要课题。
希望大家能够珍惜资源,爱护环境。本馆刚刚开馆,目前属于试运行期,欢迎大家提出宝贵意见与建议,同时期待您的再次参观。
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地质赋
混沌[1]元初,天地一体。洪荒亘古[2],寂无生灵。见证太古新生诸代,凡历动物灵长进化,萃取岩英[3],上下求索,卒有地质编年[4]探究之学也。我三晋者,山河表里,人文锦绣,含哺[5]中华,典范百代,固亦所来有自矣。太古五台[6]成铁纪[7],元古吕梁[8]滹沱系[9],地壳趋稳成一统[10],地层厚积愈万米。纪移[11]寒武,生命爆发;奥陶脊索[12]现,沉积石膏层[13]。石炭[14]植物兴,煤炭次递生;二叠[15]爬行兽[16],三叠[17]肯氏群[18]。燕山[19]褶皱[20],陷成向相盆[21],侏罗煤田现大同,恐龙始兴盛。喜山运动[22],汾渭[23]成裂谷,沃土润天,福地滋生,五盆雁列[24]有序,七峰耸峙如仪[25],卒成今日之山河形胜。为彰往古来今之脉络,昭国土保护之重责,遂创建地质博物馆。是馆也,奠基于丁亥岁首,落成于癸巳年末。入其馆,但见:物种演化,时空穿越,物华天宝,大地宝藏,测天绘地,资源环境一览而尽可了然于胸也。因为之赋。李建功撰。
二0一三年岁次癸巳子月 山西地质博物馆 立石
注:
[1]混沌:指宇宙大爆炸初,混浊的宇宙星云物质; [2]亘古:指地球的早期,即地球形成的最初十亿年;
[3]岩英:具有探索地球科学的岩石标本,这里泛指各类地质标本;
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