河北工程大学普通地质学ppt转换成word第三章讲述Word格式.docx
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硅酸盐矿物：
如云母、长石、角闪石、辉石、橄榄石等
金属阳离子与卤素元素（氟、氯、溴、碘、）阴离子相互化合的化合物。
卤素化合物矿物种数约在120种左右，其中主要是氟化物和氯化物，而溴化物和碘化物则极为少见食盐（NaCl）萤石（CaF2）
为金属元素与硫，碲，砷，锑，铋的化合物。
阴离子主要是S，少数Se和Te。
黄铁矿（FeS2）闪锌矿ZnS
金属阳离子和某些非金属阳离子（如Si等）与O2-或（OH）-化合而成的矿物。
赤铁矿（Fe2O3）石英（SiO2）褐铁矿（Fe2O3·
nH2O）铝土矿（Al23O3·
nH2O）
是金属元素阳离子和硫酸根化合而成的盐类。
当硫以最高的价态S6+与四个O2-结合成[SO4]2-，再与金属元素阳离子即形成硫酸盐。
在硫酸盐矿物中，与硫酸根化合的金属阳离子有二十余种。
其中最主要的是Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Ba2+等。
目前已知的硫酸盐矿物种数又170余种。
其中的石膏、硬石膏、重晶石、芒硝等均为具有工业意义的矿床。
石膏（CaSO4·
2H2O）重晶石（Ba[SO4]）
碳酸盐是金属元素阳离子（主要是Ca2+、Mg2+，其次Na+、Fe2+）和碳酸根（[CO3]2-）相化合而成的盐类。
方解石（CaCO3）方解石（CaCO3）无色透明称冰洲石白云石（CaMg[CO3]2）
由金属阳离子与硅酸根化合而成的含氧酸盐矿物。
正长石（K[AISi3O3]）
斜长石Na[AlSi3O8]—Ca[Al2Si2O8]
类质同象系列
三、晶体与非晶质概念
固体矿物按其内部质点的结构不同可分为晶质矿物和非晶质矿物。
晶体：
是内部质点（原子、离子）按一定规则有序排列的固体。
绝大部分矿物都是晶质体。
不同晶质体，其质点的种类不同，质点的排列方式和间距不同，因而具有不同的晶体结构。
如食盐的晶体格架是按立方体规律排列。
非晶质体：
是其内部质点排列无序的固体。
四、矿物的形态和主要物理性质
1、矿物的形态
单体的形态：
柱状、针状、板状、片状、等轴状、粒状。
集合体的形态：
柱状、针状、纤维状、放射状、板状、片状、鳞片状、粒状、晶簇状、鲕状，豆状、钟乳状、结核状。
柱状石英针状硅灰石板状正长石片状云母等轴状石榴子石粒状橄榄石粒状黄铁矿
柱状方解石柱状硫锡铅矿针状钙沸石针状硅灰石纤维状石棉
纤维状石膏放射状红柱石（菊花石）放射状阳起石板状正长石板状斜长石鳞片状蛭石片状云晶族状石膏晶族状石英鲕状赤铁矿豆状赤铁矿肾状赤铁矿孔雀石肾状集合体
石钟乳结核粒状磁铁矿粒状橄榄石
2、矿物的物理性质
→1）矿物的光学性质—颜色
矿物的颜色可以分为自色、他色、假色三种。
自色矿物自身固有的颜色，是由矿物的化学成分与内部结构所决定的。
他色矿物内部带色的机械混入物而引起的一种颜色。
假色表面的氧化膜（如斑铜矿）、干涉色（晕色，如方解石）与矿物的化学成分与内部结构无关。
石英（无色）雄黄（橘红色）辰砂（红）蓝铜矿（蓝）
→1）矿物的光学性质—条痕色
矿物的条痕色是矿物粉末的颜色，即矿物在条痕板擦划后留下粉末的颜色。
赤铁矿条痕樱红色铬铅矿为黄色辉钼矿为灰色石墨为黑色
→1）矿物的光学性质—光泽
矿物的光泽指矿物表面反射可见光的能力。
矿物表面反射可见光由强到弱，其光泽可分为：
金属光泽辉锑矿半金属光泽磁铁矿金刚光泽金刚石玻璃光泽石英
当反射光受矿物表面平坦程度、集合体的集合方式等因素影响时。
产生多次折射、散射，矿物表面将产生不同于上述四类的变异光泽。
常见的有：
油脂光泽白钨矿树脂光泽砷铝矿（松脂）丝绢光泽石膏土状光泽高岭土
→1）矿物的光学性质—透明度
矿物的透明度指矿物透过可见光波的程度。
一般分为透明矿物、半透明矿物和不透明矿物三种。
→2）矿物的力学性质—硬度
矿物的硬度：
是指矿物抵抗外力作用（如刻划、压入、研磨等）的机械强度。
确定矿物的硬度一般采用两种计量标准，摩氏硬度和维氏硬度。
摩氏硬度亦称相对硬度。
通过矿物的相互刻划、比较来确定矿物的相对硬度，并将10种标准硬度的矿物按硬度相对大小排列为10个等级，它们从1级到10级分别为：
①滑石，②石膏；
③方解石；
④萤石；
⑤磷灰石；
⑥正长石；
⑦石英；
⑧黄玉；
⑨刚玉；
⑩金刚石。
维氏硬度亦称绝对硬度。
它是压入硬度，是采用显微硬度仪测得的矿物硬度。
摩氏硬度计中10种矿物的维氏硬度是
①滑石3，②石膏24；
③方解石84；
④萤石200，⑤磷灰石394，⑥正长石684；
⑦石英1090；
⑧黄玉1689；
⑨刚玉2401、⑩金刚石6500。
软矿物（指甲能刻划）；
中等硬度矿物（硬度介于指甲与小刀之间）；
硬矿物（小刀不能刻划）。
在实际工作中可以利用指甲、小刀、石英的硬度来确定其相对硬度，指甲的硬度为2．5，小钢刀的硬度为5．5，石英的硬度为7。
→2）矿物的力学性质—解理
矿物的解理：
是指矿物在外力打击之下，总是沿一定方向裂开成光滑平面的性质。
裂开的光滑平面称为解理面。
对某一矿物而言，裂开的方向是固定的，可以是一个方向，也可以是几个方向。
如为一个方向，称矿物有一组解理；
如为二个方向，称矿物有二组解理……
根据矿物解理产生的难易程度与解理面的光滑程度，可以把解理分为五级：
极完全解理—云母
完全解理—方解石
中等解理—斜长石
不完全解理—磷灰石
极不完全解理—石英
→2）矿物的力学性质—断口
矿物的断口指矿物在外力作用下在任意方向产生不平整断面的性质。
断口与解理互为消长关系，即解理发育的矿物难于出现断口，易现断口的矿物解理不发育。
…
矿物断口常见的形状有：
平坦状断口高岭石（土状）贝壳状断口玛瑙锯齿状断口自然铜参差状断口黄铁矿
→3）矿物的其它性质
矿物的密度：
肉眼鉴定矿物时，可以将矿物按相对密度分为三级；
轻的，相对密度在2.5以下，用手掂之，感到很轻；
中等的，相对密度在2.5—4之间，用手掂之，感到重量中等或一般；
重的，相对密度大于4.0，用手掂之、感到很重。
磁性：
是某些矿物的鉴定特征。
如磁铁矿、磁黄铁矿能被普通磁铁所吸引。
五、常见矿物简介
1、岩浆岩中常见造岩矿物
正长石K（AlSi3O8）：
单晶体常为柱状或板柱状。
常为肉红色，有时具有较浅的色调。
玻璃光泽。
硬度6。
有两组方向相互垂直的解理。
相对密度2.5—2.6。
斜长石（钠长石Na[AlSi3O8]，钙长石Ca[Al2Si2O8]）：
晶形呈板状或板条状（图2一18）。
颜色常为白色、灰白色。
有两组近于垂直的完全解理。
摩氏硬度6～6．5。
相对密度2．6—2．76，随钙长石含量增高而变大。
白云母KA12[AlSi3O10]（OH,F）2
单晶体为短柱状及板状，横切面常为六边形。
集合体为鳞片状。
薄片为无色透明。
具珍珠光泽。
硬度2.5—3。
有平行片状方向的极好解理，易撕成薄片，具弹性。
相对密度2.77—2.88。
黑云母K（Mg,Fe）3[AlSi3O10]（OH,F）2
单晶体为短柱状、板状，横切面常为六边形，集合体为鳞片状。
棕褐色或黑色，随含Fe量增高而变暗。
其它光学与力学性质同白云母相似。
相对密度2.7—3.3。
普通辉石（Ca，Mg，Fe，Al）2[（Si，Al）2O6]
单晶体为短柱状，横切面呈近正八边形（图2-7），集合体为粒状。
绿黑色或黑色。
硬度5.5—6。
有平行柱状方向的两组的解理，其交角为87°
。
相对密度3.2—3.4。
普通角闪石（Ca，Na）2-3（Mg,Fe,Al）5[Si6（Si,Al）2O22]（OH,F）2
单晶体较常见，为长柱状。
横切面呈六边形，经常还以针状形式出现。
硬度5—6。
有平行柱状的两组解理，交角为56°
相对密度3.02—3.45，随着含Fe量增高而加大。
石英SiO2：
常发育成单晶并形成晶簇，或成致密块状或粒状集合体。
纯净的石英无色透明，称为水晶。
石英因含杂质可呈各种色调。
晶面为玻璃光泽，断口为油脂光泽，无解理。
硬度7贝壳状断口。
相对密度2.65。
橄榄石（Mg，Fe）2[SiO4]
常为粒状集合体。
浅黄绿到橄榄绿色，随含铁量增高而加深。
硬度6-7。
解理不好。
相对密度3.2—4.4，随含铁量增高而增大。
磷灰石Ca5[PO4]3
常为六方柱状之单晶，集合体为块状、粒状、肾状及结核状等。
纯净磷灰石为无色或白色，但少见。
一般呈黄绿色。
可以出现蓝色、紫色及玫瑰红色等。
硬度5。
断口参差状。
断面为油脂光泽。
相对密度2.9-3.2。
用含钼酸铵的硝酸溶液滴在磷灰石上，有黄色沉淀（磷钼酸铵）析出，是鉴别磷灰石的重要方法。
萤石CaF2
常能形成块状、粒状集合体，或立方体及八面体单晶。
颜色多样，有紫红、蓝、绿和无色等透明。
硬度4。
解理好。
易沿解理面破裂成八面体小块。
相对密度3.18。
方铅矿PbS
单晶常为立方体，通常成致密块状或粒状集合体。
颜色铅灰，条痕为灰黑色。
金属光泽。
硬度2—3。
有三组解理，沿解理面易破裂成立方体。
相对密度7.4—7.6。
闪锌矿ZnS
常为致密块状或粒状集合体。
颜色自浅黄到棕黑色不等（因含Fe量增高而变深），条痕为白色到褐色。
光泽自松脂光泽到半金属光泽。
透明至半透明。
硬度3.5—4。
相对密度3.9—4.1（随含铁量的增加而降低）。
2.变质岩中常见造岩矿物
石墨C
常为鳞片状集合体，有时为块状或土状。
颜色与条痕均为黑色，可污手。
半金属光泽。
有一组极好解理，易劈开成薄片。
硬度1—2，指甲可刻划。
有滑感。
相对密度为2.2。
石榴子石X3Y2[SiO4]3
石榴子石常形成等轴状单晶体。
集合体成粒状和块状。
浅黄白、深褐到黑色（一般随含铁量增高而加深）。
硬度6—7.5。
无解理。
断口为贝壳状或参差状。
相对密度4左右。
红柱石Al2[SiO4]O
单晶体呈柱状，横切面近于正方形，集合体呈放射状，俗称菊花石，常为灰白色及肉红色。
硬度6.5—7.5。
有平行柱状方向的解理相对密度3.13—3.16。
蓝晶石Al2[SiO4]O
单晶体常呈长板状或刀片状。
常为蓝灰色。
玻璃光泽，解理面上有珍珠光泽。
有平行长轴方向的解理。
硬度5.5—7。
平行伸长方向的硬度小，垂直伸长方向的硬度大。
相对密度3.53—3.65。
绿泥石（Mg,A1,Fe）6[（Si,Al）4O14]（OH）8
常呈磷片状集合体。
绿色。
深浅随含铁量增减而不同。
解理面上为珍珠光泽。
有平行片状方向的解理。
相对密度2.6—3.3。
薄片具挠性。
滑石Mg3[Si4O10]（OH）8
单晶体为片状，通常为鳞片状、放射状、纤维状、块状等集合体。
无色或白色。
硬度1。
平行片状方向有极解理。
薄片具挠性相对密度2.58—2.55。
磁铁矿Fe3O4
常为致密块状或粒状集合体，也常见八面体单晶。
颜色为铁黑色。
条痕为黑色。
不透明。
硬度5.5—6.5。
相对密度5。
具强磁性。
透辉石CaMg[Si2O6
单晶体为短柱状，横切面多近于正方形，集合体为粒状。
无色，因含铁质可染成绿色。
有平行柱状方向的两组中等解理发育，交角为87°
相对密度3.22—3.38。
透闪石Ca2Mg5[Si4O1l]2（OH）2
单晶体为长柱状，集合体为纤维状及放射状。
白色或灰白色，富含铁质者呈绿色，称为阳起石。
有平行柱状方向的两组中等到完全解理（图2-8），其交角为56°
相对密度3.02—3.44，随含铁量增高而变大。
蛇纹石Mg6[Si4O10]（OH）8
一般为细鳞片状、显微鳞片状以及致密块状集合体，呈纤维状合集合体者称蛇纹石石棉。
黄绿色，或深或浅。
块状者常具油脂光泽，纤维状者为丝绢光泽。
硬度2.5—3.5。
相对密度2.83。
硅灰石Ca3（Si3O9）
多为放射状及纤维状集合体。
白到灰白色。
硬度4.5—5。
有平行长轴方向的完全解理。
相对密度2.87—3.09。
绿帘石Ca2（Al，Fe）3[SiO4]O（OH）
单晶体为柱状，集合体为粒状或块状。
绿色，色调随含铁量增加而变深。
硬度6—6.5。
有平行柱状方向的解理。
相对密度3.38—3.49。
3、沉积岩中常见造岩矿物
赤铁矿Fe2O3
常为致密块状、鳞片状、鲡状、豆状、肾状及土状集合体。
显晶质的赤铁矿为铁黑色到钢灰色，隐晶质或肾状、缅状者为暗红色，条痕呈樱红色。
金属、半金属到土状光泽。
硬度5—6，土状者硬度低。
相对密度4.0—5.3。
褐铁矿Fe2O3·
nH2O
实际上不是一种矿物而是多种矿物的混合物，主要成分是含水的氢氧化铁（Fe2O3·
nH2O），并含有泥质及二氧化硅等。
褐至褐黄色，条痕黄褐色。
常呈土块状、葡萄状，硬度不一。
黄铁矿FeS2
大多呈块状集合体，也有发育成立方体单晶者。
立方体的晶面上常有平行的细条纹。
颜色为浅黄铜色，条痕为绿黑色。
性脆，断口参差状。
黄铜矿CuFeS2
颜色铜黄，条痕为绿黑色。
金属光泽硬度3-4，小刀能刻破。
性脆，相对密度4.1—4.3。
黄铜矿以颜色较深且硬度小可与黄铁矿相区别。
方解石CaCO3
常发育成单晶，或晶簇、粒状、块状、纤维状及钟乳状等集合体。
纯净的方解石无色透明。
因杂质渗人而常呈白、灰、黄、浅红（含Co、Mn）、绿（含Cu）、蓝（含Cu）等色。
硬度3。
易沿解理面分裂成为菱面体。
相对密度2.72。
遇冷稀盐酸强烈起泡。
白云石Ca、Mg[CO3]（OH）2
单晶为菱面体，通常为块状或粒状集合体。
一般为白色，因含Fe常呈褐色。
相对密度2.86，含铁高者可达2.9-3.1。
白云石以在冷稀盐酸中反应微弱，以及硬度稍大而与方解石相区别。
孔雀石Cu[CO3]（0H）2
常为钟乳状、块状集合体，或呈皮壳附于其它矿物表面。
深绿或鲜绿色。
条痕为淡绿色晶面上为丝绢光泽或玻璃光泽。
相对密度3.5—4.0。
遇冷稀盐酸剧烈起泡。
孔雀石以其特有颜色而易与其他矿物相区别。
硬石膏Ca[SO4]
单晶体呈等轴状或厚板状。
集合体常为块状及粒状。
纯净者透明。
无色或白色，常因含杂质而呈暗灰色。
硬度3—3.5。
解理好，沿解理面可破裂成长方形小块。
相对密度2.9—3.0。
高岭石Al4[Si4O10]（OH）3
一般为土块或块状集合体。
白色，常因含杂质而呈其它色调。
土状者光泽暗淡，块状者具蜡状光泽。
硬度2。
相对密度2.61—2.68。
具有可塑性。
海绿石（K，Na，Ca）（Fe3+，Al，Fe2+，Mg）[（Si，Al）Si3O6]（OH）2·
常呈小圆粒状集合体分散在石灰岩及砂岩中颜色为黄绿到绿黑色。
光泽暗淡。
相对密度2.4—2.95。
造岩矿物：
组成岩石的主体矿物。
共8种。
暗色矿物：
橄榄石、辉石、角闪石、黑云母。
浅色矿物：
正长石、斜长石、石英、方解石。
第二节岩石的概念及其分类
一、岩石的概念
岩石：
是由一种或一种以上的矿物或岩屑组成的有规律的集合体。
是地质作用的产物。
岩石具有以下特征：
岩石是矿物的天然集合体，由一种或数种造岩矿物
按一定方式结合而成；
岩石具有一定的结构、构造特征；
岩石是地球形成发展过程中地质作用的产物；
岩石是组成岩石圈的基本单位。
二、岩石的分类
自然界的岩石种类很多，
按其成因可分为三大类：
岩浆岩：
主要由高温熔融的岩浆侵入地壳或喷出地表冷凝形成的岩石。
沉积岩：
是在地表条件下由母岩风化作用、生物作用和火山作用的产物经水、空气和冰川等外力的搬运、沉积和固结成岩而形成的岩石。
变质岩：
先已存在的岩浆岩、沉积岩或变质岩，受物理和化学条件变化的影响改变其结构、构造和矿物成分而形成的新的岩石。
三、研究岩石的应用
岩石与矿产有密切的关系，各种金属、非金属矿产以及煤炭、石油等绝大多数蕴藏于岩石之中，与岩石具有成因与时空上的联系。
同时，岩石也是构成各种地质构造和地貌的物质基础，与土木工程关系密切。
此外，岩石记录了地球及宇宙天体形成演化的历史。
因此，研究岩石不仅对于指导找矿勘探、土木工程设计等方面有重要的实际意义，而且在探索生命、天体的起源与发展等方面有重大的理论意义。
第三节岩浆作用与岩浆岩
一、岩浆及岩浆作用的概念
二、喷出作用
三、侵入作用
四、岩浆岩
火山活动是尽人皆知的，据统计，全球每年约有50-65座火山爆发。
如果你到夏威夷岛，可能有机会亲眼看到火红炽热的熔岩流出地表，并冷却固结形成黑色细粒被称为玄武岩的岩石。
熔岩流出地表，说明地下深处有高温炽热的熔融物质即岩浆的存在。
1、岩浆：
是形成于地下深处，以硅酸盐为主和挥发组分的一种高温熔融物质。
火山喷发时，不但有炽热的熔融物质（熔岩流）从火山口流出，同时还伴有气体（挥发分）、固体碎屑（火山碎屑）的爆发。
说明岩浆包括液态、固态和气态物质。
2、岩浆的基本特征
岩浆的成分：
岩浆中以SiO2含量最高，通常为40％一75%。
其他有AI2O、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O等。
岩浆之中还含少量（0.2％一3%）的气体（挥发分），主要是水蒸气和CO2（占气体总量的98％以上），其它的挥发分有氮、氯、硫、氢等。
岩浆的温度：
800～12000C,最高14000C,最低6500C
岩浆的粘度：
其粘度主要取决于Si02含量和温度。
SiO2含量越高，粘度也越大，不易流动；
岩浆的温度越高，则粘度越小，越易流动。
3、岩浆的分类
按SiO2含量将岩浆划分
超基性岩浆（SiO2＜45％）
基性岩浆（SiO245-52％）
中性岩浆（SiO252-65％）
酸性岩浆（SiO2＞65％）
4、岩浆的形成
岩石圈或地幔的岩石在放射线元素蜕变热的影响下发生熔融形成岩浆。
岩浆作用：
岩浆的形成、运移、冷凝固结成岩浆岩的全过程称岩浆作用。
岩浆的活动方式
喷出作用（火山活动）：
岩浆冲破上覆岩层，熔岩是喷出（流出）地表，这种岩浆活动称喷出作用。
喷出地表的岩浆冷凝后形成的岩石，称为喷出岩或火山岩。
侵入作用：
岩浆由地下深处向上运移停留在地下地壳岩层之中冷凝固结而成岩石的作用；
所形成的岩石称为侵入岩
喷出岩和侵入岩统称为岩浆岩
二、喷出作用（火山活动）
火山喷发是一种极为壮观而又令人生畏的自然现象，自古以来就给人们留下极其深刻的印象。
“火山”一词源于罗马神话中火神所居住的一座喷火冒烟的山——武尔卡诺（Vulcano）的名称（属意大利。
位于利帕里群岛（西西里岛附近）最南端。
面积21平方公里。
最近一次严重喷发是在1888-1890年，现仍有火山活动。
）
1、火山结构（要素）
火山要素
火山锥：
火山喷发的固态和液态物质常堆积成圆锥形。
火山喉管：
火山物质从地下涌出地面的通道。
若喉管中充填的岩浆冷凝成的柱状岩体，称火山颈。
火山口：
火山物质溢出地面的位置。
当火山再次猛烈喷发时可将原有的火山口炸毁，或者由于岩浆收缩塌陷等可形成更大的圆形或椭圆形洼地，称破火山口。
火山口和破火山口积水所形成的湖称为火山湖。
如长白山天池由破火山口积水而成。
根据火山喷发强度火山喷发的类型
爆炸性喷发：
指伴随有突然的、往往是灾难性的猛烈爆炸的岩浆喷发方式
非爆炸性喷发：
岩浆宁静地流出地表，不伴随强烈爆炸的喷发方式
2、火山喷发的类型
爆炸性喷发
墨西哥科利马火山2005、6、2爆炸式喷发火山灰高达600m
1980年5月18日美国华盛顿州圣海伦斯（St.Helens）火山突然猛烈爆发
非爆炸性喷发
夏威夷火山喷发
根据火山喷出口类型分为
裂隙式喷发：
岩浆沿着地壳上巨大裂缝溢出地表。
这类喷发没有强烈的爆炸现象，喷出物多为基性熔浆，冷凝后往往形成覆盖面积广的熔岩褙。
中心式喷发中心式喷发：
岩浆从一个管道状中心喷出口（往往是断裂交又处）喷发
1）宁静式
2）爆烈式
3）中间式
4）熔透式
宁静式：
火山喷发时．只有大量炽热的熔岩从火山口宁静溢出，顺着山坡缓缓流动，好像煮沸了的米汤从饭锅里沸泻出来一样。
溢出的以基性熔浆为主，熔浆温度较高，粘度小，易流动。
含气体较少，无爆炸现象、夏威夷诸火山为其代表，又称为夏威夷型。
爆烈式：
火山爆发时，产生猛烈的爆炸，同时喷出大量的气体和火山碎屑物质，喷出的熔浆以中酸性熔浆为主。
1902年12月16日，西印度群岛的培雷火山爆发震撼了整个世界。
它喷出的岩浆粘稠，同时喷出大量浮石和炽热的火山灰。
这次造成26000人死亡的喷发，就属此类，也称培雷型。
中间式：
属于宁静式和爆烈式喷发之间的过渡型，此种类型以中基性熔岩喷发为主。
可以连续几个月，甚至几年，长期间歇性的爆发为特征。
以靠近意大利西海岸利帕里群岛上的斯特龙博利火山为代表．该火山大约每隔2-3分钟喷发一次。
3、火山喷出物
火山喷出物:
气体固体液体
气态喷出物：
溶解在岩浆中的挥发性成分在围压降低的条件下就会以气体形式分离出来。
主要为水蒸气，其次为CO2、N2、SO2、CO、H2、F2、S2、Cl2
液态喷出物：
火山的液态喷出物就是熔融状态的熔岩（浆），熔岩主要成分为硅酸盐
固态喷出物：
火山爆发时，将地下已经冷凝或半冷凝以及熔浆等的岩浆物质、连同原有火山锥及火山颈的部分或全部、此外，周围岩石也
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