黑龙江大兴安岭塔源二支线铅锌矿床矿石特征研究.docx
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黑龙江大兴安岭塔源二支线铅锌矿床矿石特征研究
摘要
黑龙江大兴安岭塔源二支线铅锌矿床位于兴安—内蒙地槽褶皱区，额尔古纳地块南段，大兴安岭中断陷南缘。
该区矿体大部分赋存在矽卡岩内，矿体严格受南北向、北北东向地层与岩体接触带、构造裂隙带控制。
围岩蚀变主要为矽卡岩化、硅化、绢云母化、黄铁矿化、绿帘石化。
塔源二支线矽卡岩型铅锌矿矿石中金属矿物为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿、铜蓝。
非金属矿物主要为黄铁矿、石英，透辉石、石榴石、绿帘石、绿泥石．长石绢云母及碳酸盐矿石结构主要有自形～半自粒状结构、他形粒状结构、交代结构、固溶体分离结构；矿石构造主要有块状构造、浸染状构造、条带状构造；矿石类型则主要包括浸染状矿石、条带状矿石、块状矿石、脉状矿石。
关键词：
矿石特征；铅锌矿；塔源二支线；大兴安岭；
ABSTRACT
TheTayuanSecondBranchLinePb-ZndepositinthenorthernendareaofDaHingganmountains，HeilongjiangprovinceislocatedinLarix-geosynclinalfoldregionofInnerMongolia,thesouthernsectionofErgunblock,thesouthernedgeinterrupttrapofDaHingganMountains.Themostofore-bodiesareintheSkarnwhichiscontrolledbythestratigraphy,rockcontactzoneandtectonicfracturezonefromthesouthtothenorth.Themainwallrockalterationsconcludeskarnization,silicification,sericitization,pyritizationandepidotization.TheoremineralsoftheTayuanSecondBranchLinePb-Zndepositarethepyrite,thegalena,thesphalerite,thechalcopyrite,thepyrrhotiteandthecovellite.Theganguemineralarethequartz,thediopside,thegarnet,theepidote,thechlorite.Thefeldsparthesericiteandthecarbonate.
ThemainorestructureoftheTayuanSecondBranchLinePb-Zndepositarethediomorphic ～hypidiomorphicgranulartexture,theallotriomorphicgranulartexture,themetasomatictextureandthesolidsolutionseparationstructure.Andthen,themajororestructuresconcludethemassivestructure,thedisseminatedstructureandthebandedstructure.What’smore,themaintypesoforearethedisseminatedores,thebandedores,thelumporesandtheorevein.
Keywords:
Orecharacteristics;Pb-ZnDeposit;theTayuanSecondBranchLine;DaHingganMountains;
目录
目录5
第一章引言1
§1.1研究区交通位置及自然经济地理概况1
§1.2选题目的意义3
§1.3文献综述3
1.3.1矽卡岩型铅锌矿床研究现状3
1.3.2塔源二支线铅锌矿床研究现状3
§1.4完成的实物工作量4
第二章区域地质概况5
§2.1区域地层5
§2.2区域构造5
§2.3区域岩浆岩6
§2.4区域变质岩6
§2.5区域矿产7
第三章矿区地质特征8
§3.1地层8
§3.2构造8
§3.3侵入岩9
3.3.1岩石地球化学特征11
§3.4矿体地质特征18
3.4.1矿体规模、形态、产状18
3.4.2围岩蚀变19
3.4.3成矿流体特征21
3.4.4矿床成因23
第四章矿石特征研究25
§4.1矿石类型25
§4.2矿石成分26
4.2.1矿物成分26
4.2.2矿石化学成分特征30
§4.3矿石结构构造31
4.3.1矿石构造31
4.3.2矿石结构31
§4.4矿物生成顺序32
第五章结束语33
§5.1主要认识33
§5.2存在问题33
致谢34
参考文献35
附图36
第一章引言
§1.1研究区交通位置及自然经济地理概况
矿区位于黑龙江省西北部大兴安岭伊勒呼里山北坡，行政区划隶属大兴安岭新林区管辖，经嫩林铁路可直达塔源站，从塔源至工作区4千米，有林业运材路相通，交通比较方便（图1-1）
区内山势起伏较大，海拔高程一般为800－900米，最高海拔1022米，相对高差200－300米，坡度20°，居中低山区。
区内最大河流为塔哈河，属黑龙江水系的三级支流，其它均为小溪。
本区为寒温带半湿润山地气候，夏季湿热短暂，最高气温（七月平均气温）37.3℃；冬季严寒漫长，最低气温（一月平均气温）－43.6℃；年平均气温－1.5℃，年降水量469.8毫米，主要集中在7－8月，无霜期仅106天，每年九月下旬开始结冻，至翌年四月方开始解冻。
区内植被发育，林木茂密，且覆盖层较厚。
无天然基岩露头，部分地区2米以下存在永冻层。
本区以林业为主，是国家重点林业基地之一，主要工业为木材采伐、采矿业和综合加工业。
图1-1交通位置图
§1.2选题目的意义
本次论文写作依托于导师的项目《大兴安岭北段典型矿床剖析及成矿模式》，本人有幸跟随导师到大兴安岭北段塔源二支线矽卡岩型铅锌矿床进行生产实习。
塔源二支线矽卡岩型铅锌矿床是黑龙江省近几年具有前景的矿区之一，矿床规模较大，矿区已经完成了详查阶段，前人对于该矿床的研究主要是关于地质特征和矿化异常方面的研究，对于矿石特征方面的研究还不多，所以根据自己所学专业及实习的内容以及室内进行的工作，选定《黑龙江大兴安岭塔源二支线铅锌矿床矿石特征研究》为论文题目，旨在为矿石的选冶方面提供依据。
§1.3文献综述
矽卡岩（Skarn）一词最早源自瑞典，Tomebohm将由石榴石和辉石组成并含有少量角闪石和绿泥石的脉石矿物组合描述成“矽卡岩”。
矽卡岩矿床是W、Sn、Cu、Mo、Bi、Fe、Zn、Pb等矿种的主要矿床类型之一，同时也是一些Co、Au、Ag、Be、F、B、U、REE等矿产的次要来源。
虽然矽卡岩矿床可以根据其原岩组成、岩石类型、构造环境或者一些成因特点来进行分类，但是通常是利用工业矿种来进行划分，最重要的7种类型：
Fe、Cu、Au、W、Zn、Mo、Sn,同时矿种组合的分类方法运用也较广泛。
前人通常认为典型的矽卡岩型矿床是发育在中酸性岩体与碳酸盐岩接触带上的，矽卡岩和矽卡岩矿石是岩浆再结晶过程中分异出来的含矿热液与碳酸盐岩石发生交代作用而形成的。
实际上矽卡岩的形成分布与岩体和碳酸盐岩之间不存在必然联系，除了在岩体与碳酸盐岩或钙（镁）质围岩的接触带上可以形成矽卡岩型矿床外，在远离接触带的部位同样也有矽卡岩矿床出现。
1.3.1矽卡岩型铅锌矿床研究现状
大多数矽卡岩矿床形成于与俯冲、裂陷和碰撞有关的陆壳环境中，成矿位置通常在成矿岩体体远端。
矿体与成矿岩体以及早期矽卡岩在空间分布上通常不显示明显的相互依存关系，反而多与晚期矽卡岩紧密伴生。
成矿元素主要有Zn、Pb、Ag，其中Zn是最重要的成矿元素，Cu、Fe金属元素矿化不明显。
这类矿床的矿石通常都是高品位的，Zn+Pb科大10-20wt%，Ag可能达到30-300wt%。
与这类矿床有关的火成岩在成分上变化很大，从闪长岩到高硅花岗岩均有发育，他们形成的地质环境跨度也很大，从深成的岩基，再到喷出地表的喷出岩。
Einaudi等（1981），Megaw等（1988,1998），Pirajno（2009）等众多学者对铅锌矽卡岩矿床均进行过详细的研究工作。
这些矿床几乎包含了所有的矽卡岩矿物，如石榴石、辉石、橄榄石、黑柱石、类辉石、角闪石、绿泥石和蛇纹石等，并且他们都是相对富Mn的。
在某些矿床中，辉石/石榴石的比率与辉石中Mn元素的含量，会沿着流体云翳的方向逐渐增大。
这个特征对判定矽卡岩的远近和个别矽卡岩对矿床的远近分带具有重要作用。
在岩浆热液系统远端出现的铅锌矽卡岩矿床甚至一些小型矿床，对于覆盖区成矿条件的调查研究也具有很大的指示意义。
1.3.2塔源二支线铅锌矿床研究现状
塔源二支线铅锌矿床整体研究程度不高，国内学者早期主要在矿床地质特征、矿石矿物特征
控矿构造等方面进行了科学研究。
近年来，范长福、沈秀梅、孙英智等学者对大兴安岭塔源铅锌铜矿床成矿模式做出了新的研究，认为塔源呼玛中生代火山群的西段火山喷发构造环境代表地壳经受漫长的挤压隆升之后，转变为拉张环境，燕山期岩浆活动十分强烈，铅锌铜多金属成矿物质主要来源于燕山中晚期的中酸性侵入体，部分来自上石炭统新伊根河组、上侏罗统白音高老组，中酸性侵入岩浆不但提供热源，而且提供大量的成矿物质，从岩浆中析出的含矿热液在岩体与围岩的接触带，或沿北东向塔哈河断裂的导矿构造的作用，运移到有利的构造空间，形成矽卡岩型铅锌铜矿。
§1.4完成的实物工作量
去年暑假，本人随导师一起到矿区进行了近10天的野外地质调查，重点对矿区地层、构造和岩浆岩与矿体之间关系的观察记录，实测地质剖面一条、钻孔岩心观察5个，采集了大量的岩矿石标本，室内查阅了大量的文献资料，对光薄片进行了鉴定，测定了流体包裹体均一温度和盐度。
具体工作量见表表1-1实物工作量
工作项目
工作内容
工作量
完成人
野外地质调查
样品采集
46
何谋春、陈斌、曾国平、胡博心
野外照片
80
何谋春、陈斌
岩心观察
5
何谋春、陈斌、曾国平、胡博心
信手剖面图
1
胡博心、陈斌
薄片鉴定
10
胡博心
岩矿鉴定
光片鉴定
9
胡博心
薄片照片
30
胡博心
光片照片
25
胡博心
测温片
4
陈斌、胡博心
成矿流体研究
包裹体照片
30
胡博心
第二章区域地质概况
§2.1区域地层
大地构造位置属于兴安—内蒙地槽褶皱区，额尔古纳地块南段，大兴安岭中断陷南缘。
区内出露地层为新元古界-下寒武统倭勒根群吉祥沟组、大网子组；古生界石炭系上统新伊根河组；中生界侏罗系上统白音高老组；白垩系下统龙江组。
其中上石炭统新伊根河组，上侏罗统白音高老组地层与成矿关系密切。
岩性及分布见表2－1。
测区还分布有白音高老期潜火山岩、英安岩、流纹岩；龙江组英安岩、流纹岩；甘河期粗安岩、玄武安山岩。
表2-1区域地层一览表
界
系
统
组
代号
岩性分布特征
有关矿产
新
生
界
第四系
全新统
Qh
腐植土、黄粘土、砂砾石层
更新统
Qp
细砂层、砂砾石层、夹薄层粘土
中
生
界
白垩系
下统
龙江组
K1l
主要分布于南部，呈大面积出露，岩性为安山岩、粗安岩、凝灰岩。
侏罗
系
上统
白音高老组
J3by
主要分布于中部、北西部、南东部、呈大面积出露，岩性为酸性熔岩、英安质凝灰岩。
金、银、铜、
铅、锌。
古
生
界
石
炭
系
上统
新伊根河组
C3x
分布于塔源二支线东侧，呈小面积出露，岩性为绿泥绢云板岩，硅质板岩，石英砂岩，凝灰岩。
铜、铅、锌、
银。
新
元
古
界
︱
下
寒
武
统
倭勒根群
大网子组
Pt
∈1d
分布于南东部，呈小面积出露，岩
性主要为变泥质粉砂岩，变石英细
砂岩，长石石英细砂岩，粉砂岩。
吉祥沟组
Pt
d∈1j
分布于南东部，呈小面积出露，岩性主要为砂质板岩，绢云板岩，千枚岩。
§2.2区域构造
构造有塔哈河断裂，为区内规模最大的一条断裂，呈北东向，区内出露长度约19千米。
其次发育为北西、北北西、北北东、南北向断裂。
其中北北东、南北向、北北西断裂构造为区内容矿构造，塔源金银铜、铅锌铜矿体严格受此构造控制。
§2.3区域岩浆岩
区域上岩浆侵入活动显示出多期次、继承性、持续活动的特点，自加里东期至燕山晚期均有表现（表2-2）。
加里东期为超基性岩侵入，仅见零星出露的橄榄岩；海西晚期为石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩等侵入活动；燕山早期有黑云母二长花岗岩、钾长花岗岩、花岗斑岩的中深成侵入，燕山晚期广泛发育有石英斑岩、花岗斑岩、闪长玢岩等超浅成次火山侵入活动。
表2-2区域各期侵入岩划分简表
时期
主要分布地区
主要岩石类型
产状
年龄值（Ma）※
有关
矿产
燕山晚期
广泛发育，特别是火山凹陷边缘、火山活动中心、构造交汇部等，常成为火山机构的组成部分等
石英斑岩、花岗斑岩、二长斑岩、正长斑岩、闪长玢岩、英安斑岩等
岩株
岩枝
岩脉
岩筒
106.5
131.9
142.7
Cu、Mo、Pb、Zn、Ag、Au
燕山早期
多布库尔河、乌鲁卡河、阿里河上游地区
花岗斑岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、碱性花岗岩、二长花岗岩等
岩基
岩株
160.2
176±18
Cu、Mo、Zn、Sn、Fe
海西晚期
阿里河中上游地区、大杨气河
石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩
岩基
岩珠
276.2
加里东期
仅见环宇二库和左大杨气河北岸
橄榄岩
岩基
※年龄值来源于《区域地质报告1:
20万壮志幅》
区域上燕山晚期阶段的岩浆—火山活动强烈，特别是中生代白垩世光华期中酸性火山旋回产物广泛发育，主要岩性为流纹岩、流纹质晶屑岩屑凝灰熔岩，流纹质角砾熔结凝灰岩，英安岩、英安质晶屑岩屑凝灰熔岩为主，夹有少量灰紫色含杏仁安山岩等。
其中以超浅成相侵入的次火山岩（斑岩）系列及隐爆作用与本区的有色贵金属成矿关系尤为密切。
§2.4区域变质岩
本区变质作用不明显，主要体现在上石炭统新伊根河组形成的绿泥绢云板岩、千枚岩，即归属于绢云母-绿泥石的绿片岩相岩石，为区域变质作用类型。
另一种为接触交代变质矽卡岩，主要类型有石榴石矽卡岩、透辉石石榴石矽卡岩、绿帘石矽卡岩，其特征如下：
石榴石矽卡岩：
具粒状变晶结构，岩石几乎全部由石榴石矿物组成，且多呈不规则粒状，粒度均较细小，一般多在0.3—0.5毫米，在石榴石中见有较多的金属矿物。
透辉石石榴石矽卡岩：
具粒状变晶结构，岩石主要由透辉石（占10%左右）大量石榴石（占90%左右）组成，透辉石大量呈短柱状，粒度多在1—2毫米，石榴石多呈粒状，粒度多在0.5—1毫米，有部分细小的石榴石呈集合体，岩石中除晚期脉状石英和碳酸盐脉外，并见有部分残留的硅质物和残留的碳酸盐。
绿帘石矽卡岩：
具粒状变晶结构，岩石中绝大部分由绿帘石组成，多呈粒状，粒度多在0.1—0.2毫米，在细小粒状绿帘石集合体中，交待极不彻底，残留部分碳酸盐和角砾状硅质物。
硅质物较高的残留体，不易恢复原生岩石。
另在岩石中见部分金属矿物，约占10%左右，多呈浸染状产出。
岩石中见有少量的晚期碳酸盐脉和石英脉穿插。
§2.5区域矿产
本地区已发现及探明评价的矿床（点）有：
岔路口斑岩型钼矿床、三0三工区斑岩型铜钼矿点、宏伟热液型铜银金矿床、塔源矽卡岩型铅锌（银）矿床、大奥鲁卡提河—兴隆—旁开门地区的热液型金矿床、韩家园子矽卡岩型钛铁矿床等。
已发现矿床、矿点、矿化异常点有十余处之多，沿伊勒呼里隆起带分布，构成了Mo、Cu、Ag、Pb、Zn、Au等多金属的矿化集中区。
其中斑岩型矿床、与陆相火山岩浅成热液型多金属矿床、矽卡岩型矿床等为主要工业类型，资源潜力巨大。
第三章矿区地质特征
矿区大地构造位置属于兴安—内蒙地槽褶皱区，额尔古纳地块南段，大兴安岭中断陷南缘。
区内出露地层为新元古界-下寒武统倭勒根群吉祥沟组、大网子组；古生界石炭系上统新伊根河组；中生界侏罗系上统白音高老组；白垩系下统龙江组。
§3.1地层
区内出露地层有上石炭统新伊根河组、上侏罗统白音高老组、下白垩统龙江组。
其中上石炭统新伊根河组和上侏罗统白音高老组与成矿关系密切（图3-1）。
a.石炭系上统新伊根河组（C3x）：
分布于测区北部，呈断块式出露，岩性主要为绢云绿泥板岩、石英砂岩、凝灰岩、地层产状100°—130°∠55°—70°。
目前发现的所有铅锌铜多金属矿体绝大部分赋存在新伊根河组地层。
b.侏罗系上统白音高老组（J3by）：
分布于测区中部、北部、中南部，呈大面积出露，岩性主要为酸性熔岩、凝灰岩、流纹岩，地层产状95°—140°∠55°—65°。
原发现的金银铜矿体（塔源金银铜矿床）及本区部分矿体分布在该层。
c.白垩系下统龙江组（K1l）：
分布于测区东部，岩性主要为安山岩、粗安岩、凝灰岩、英安质凝灰角砾岩。
§3.2构造
测区断裂构造十分发育，最大规模的断裂有北东向塔哈河断裂，次一级断裂构造为近南北向、北北西向、北西向、北北东向及北东向。
a.北东向断裂
全区规模最大的为塔哈河断裂从测区北端通过，测区内出露长度约6千米，卫片中线形影像特征十分明显，其为反时针扭性断裂。
除此之外，经本次工程还发现几条规模较小的断层。
b.北北东向断裂
规模较大一条出露于测区东部，平行于塔源一支线，长度约5千米，反映正负磁场交接部位，为本区推测断层。
另外两条北北东向推测断层分布于二支线西侧，长度分别为1.7千米、0.5千米。
c.近南北向断裂
该组断裂在区内最为发育，它破坏切割了各种地质体，也不同程度地控制着晚期岩浆的侵入及矿体的形成。
总体走向170°，倾向东，倾角45°—75°，为本区最重要的容矿构造，绝大多数矿体受其控制。
d.北西向断裂
最大一条分布于测区中部，即二支线上游一带，长度约1.5千米，为推测断层。
经本次工程发现数条规模较小的断层，长度不等，宽度1—7米。
产状主要为210°—240°∠47°—77°，多数为南西倾。
e.北北西向断裂
最大一条分布于测区北西部，与二支线下游沟谷相吻合，长度约2.7千米。
经槽探工程发现数条规模较小的断层，长度不等，宽度1—12米，产状主要为64°—80°∠41°—78°，多数东倾。
有少数矿体受其控制，也是本区控矿构造之一。
图3-1塔源二支线铅锌矿矿区地质图（据齐齐哈尔矿产勘查开发总院修编）
1-第四系粘土、砂、砾石；2-下白垩统龙江组；3-上侏罗统白音高老组；4-上石炭统新伊根河组；5-花岗闪长斑岩；6-碱长花岗岩；7-花岗斑岩；8-闪长岩；9-闪长玢岩；10二长斑岩；11-矽卡岩；12-矿体；13-地质界线；14-地层不整合线；15-糜棱岩化带；16-推测断层
§3.3侵入岩
区内岩浆侵入活动十分强烈。
主要有出露于矿区南西部、侵入于上侏罗统白音高老组地层中的花岗闪长斑岩（γδπ52
（2）b）、碱长花岗岩、花岗斑岩以及呈零星分布的闪长岩和闪长玢岩岩脉。
花岗闪长斑岩:
灰白色，斑状结构。
斑晶主要为斜长石、石英和黑云母，含量约为15%。
基质成分与斑晶相似，显微镜下斜长石斑晶聚片双晶和卡纳复合双晶发育（图3-2）
图3-2花岗闪长斑岩（左上为手标本，其余为正交偏光）
Pl-斜长石；Bi-黑云母；Q-石英
闪长岩:
灰黑色，斑状结构，杏仁构造，杏仁体主要为绿帘石、绿泥石和少量的方铅矿、闪锌矿等。
岩石蚀变强烈，手标本上矿物难以识别。
斑晶为斜长石（图3-3b），大小300×500～500×1500um含量1%左右，测得其牌号为An60，属拉长石。
基质主要由微晶斜长石，辉石组成：
1、斜长石：
呈自形长板状，聚片双晶发育（图3-3e），粒径20×60um～60×100um，含量占基质的70%左右。
普遍发生了绿帘石化和绿泥石化。
2、辉石：
呈他形-半自形，充填在拉长石颗粒之间，粒径60～120um，含量占基质的10%左右。
辉石发生了绿帘石化和绿泥石化，局部绿泥石化较弱可见辉石的正高突起及辉石的二级黄、二级蓝、二级绿等干涉色及二组近垂直的解理（图3-3f）。
3、绿帘石：
由斜长石和辉石蚀变生成的绿帘石呈半自形-它形粒状，粒径较小，20~100um；杏仁体中的绿帘石呈半自形-自形粒状，粒径变化较大，50um～600um，且常与金属矿物等生长在一起。
绿帘石含量10%左右。
4、绿泥石：
辉石发生绿泥石化，大部分辉石绿泥石化强烈，少部分辉石绿泥石化后残留一些辉石的特征，在杏仁体中也可见少量的绿泥石。
含量2%左右。
5、石英：
部分杏仁体中可见到石英交代绿帘石，含量不到1%。
6、金属硫化物：
呈浸染状，含量2%。
7、杏仁体：
杏仁呈近圆、近椭圆，粒径0.5～4mm（图3-3b、c），杏仁体主要由绿帘石、少量石英、少量绿泥石、少量金属硫化物组成。
杏仁含量5%左右。
根据上述鉴定结果，考虑到该地质体的野外产状，我们认为前人把它定为闪长岩不合适，结合下文中的岩石化学成分特征，该地质体定为玄武质安山玢岩比较合适。
图3-3玄武质安山玢岩（b为手标本，其他为镜下照片）
Pl-斜长石；Chl-绿泥石；Aug-辉石；Ep-绿帘石
3.3.1岩石地球化学特征
（1）主量元素：
矿区不同类型闪长岩（中、细粒闪长岩取自矿区西边中兴矿业公司所属的金矿区）的SiO2含量和Na2O+K2O含量较为接近（表3-1），SiO2含量为53.47-58.01wt%，Na2O+K2O含量为5.87-6.62wt%，在TAS图解中投影在二长闪长岩和二长岩区域（图3-4）。
岩芯中的闪长岩斑岩样品具有相对较高的K2O/Na2O比值，为0.97-0.98，其余样品均显示出较低的K2O/Na2O比值，变化于0.22-0.56之间。
在K2O-SiO2图中（图3-5），岩芯中的闪长岩斑岩和细粒闪长岩样品落于高钾钙碱性系列区域，含硫化物的闪长岩（玄武质安山玢岩）和中粒闪长岩样品落于高钾钙碱性系列和钙碱性系列的分界线附近，而采场中的闪长岩（玄武质安山玢岩）样品则落于钙碱性系列区域。
所有闪长岩样品的A/NK值变化于1.68-2.01之间，A/CNK值变化于0.77-1.04之间，在A/NK-A/CNK图解图解中（图5-6），除岩芯中的闪长岩样品投影在过铝质区域外，其余样品均落在准铝质区域。
各样品的MgO含量变化于1.6-4.83wt%，Fe2O3含量变化于2.03-6.46wt%，FeO含量为3.95-6.05wt%。
图3-4不同类型闪长岩的硅-碱图解
Ir-Irvine分界线,上方为碱性,下方为亚碱性.1-橄榄辉长岩;2a-碱性辉长岩;2b-亚碱性辉长岩;3-辉长闪长岩;4-闪长岩;
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