河南省靈寶市槍馬金礦床地質(zhì)特征及深部成礦潛力分析

楊秀峰,孫志明,王繼遠(yuǎn),呂增旺,李滿軍,郭 曉

(1.中鋼集團(tuán)天津地質(zhì)研究院有限公司,天津300181; 2.靈寶黃金股份有限公司,河南靈寶472500)

河南省靈寶市槍馬金礦床地質(zhì)特征及深部成礦潛力分析

楊秀峰1,孫志明1,王繼遠(yuǎn)1,呂增旺2,李滿軍2,郭 曉2

(1.中鋼集團(tuán)天津地質(zhì)研究院有限公司,天津300181; 2.靈寶黃金股份有限公司,河南靈寶472500)

槍馬金礦位于河南省靈寶市,礦床產(chǎn)出受太華群變質(zhì)巖、巖漿巖和構(gòu)造等多種因素的控制。金礦體以石英脈型為主,次為蝕變巖型,礦體在傾向上和走向上均具有尖滅再現(xiàn)的特點(diǎn),并具有向SE側(cè)伏的規(guī)律。槍馬金礦區(qū)的深部具有較好的成礦前景和找礦潛力。

槍馬金礦;礦床地質(zhì)特征;深部找礦潛力;河南省

0 引言

河南省槍馬金礦位于豫陜交界的靈寶縣境內(nèi)[1]。區(qū)域上處于小秦嶺金礦成礦帶的南礦帶[2-4],大地構(gòu)造屬于華北陸塊南緣小秦嶺隆起的老鴉岔背斜(形)之南翼,南側(cè)與北秦嶺帶北緣毗連,呈近EW向帶狀分布[2-4,6-8]。本文在總結(jié)槍馬金礦床的礦床地質(zhì)特征基礎(chǔ)上,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料對(duì)礦床深部的成礦潛力進(jìn)行分析。

1 礦床地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

區(qū)域出露地層主要為新太古界太華群變質(zhì)巖系[1,3,5,14],分為上下兩部分:下部為變基性表殼巖和花崗巖,包括四范溝片麻狀花崗巖、楊砦峪灰色片麻巖和基性噴發(fā)表殼巖;上部為一套副變質(zhì)巖系,分為下部的觀音堂組和上部的煥池峪組。

區(qū)域構(gòu)造具有多期活動(dòng)、相互疊加的復(fù)雜特征。近EW向剪切變形帶是本區(qū)規(guī)模最大、最主要的一組構(gòu)造,其次為近SN向剪切變形帶;近EW向剪切帶的總體走向?yàn)?0°～110°,向S傾,傾角30°～65°,其形成時(shí)代較早,為成礦前構(gòu)造,早期以韌性剪切帶發(fā)育為特征,在成礦期這組構(gòu)造復(fù)活并強(qiáng)烈活動(dòng),是礦床主要的控礦構(gòu)造。

區(qū)域巖漿巖具有多樣性,其中以花崗巖最為發(fā)育,其次為各種脈巖,如輝綠巖、輝綠玢巖、閃長(zhǎng)巖、偉晶狀花崗巖、花崗巖及煌斑巖等。

1.2 礦體地質(zhì)特征

槍馬礦區(qū)的金礦體分為兩種礦化類型[1],①石英脈型金礦:礦脈的延展相對(duì)穩(wěn)定,其走向?yàn)?0°～120°,傾角變化較大(15°～65°),平均40°,傾角沿走向和傾向都有變化,礦脈長(zhǎng)度幾百米至幾千米,厚度變化較小,一般幾十厘米至3 m,局部厚度>10 m,礦石品位相對(duì)較高。其中主要為黃鐵礦型含金石英脈,次為多金屬硫化物型含金石英脈;②破碎蝕變巖型金礦:主要由剪切帶中黃鐵礦化蝕變巖組成,絹英巖和硅化蝕變巖發(fā)育,礦體厚度變化較大,從幾米到幾十米,主要受剪切裂隙帶控制,其沿走向長(zhǎng)度相對(duì)較短,一般幾十米至幾百米,平均品位相對(duì)較低,一般呈透鏡狀,具有尖滅再現(xiàn)的特點(diǎn)。

1.3 礦化帶和礦體的展布特征

槍馬礦區(qū)位居小秦嶺地區(qū)南部金礦帶(大月坪—老鴉岔—楊砦峪礦帶)的中段,礦化帶、礦脈的分布受老鴉岔背斜、韌性剪切帶和脆性斷裂的共同控制,在空間分布上具有成群成帶的特點(diǎn)。研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育近EW向和近SN向兩組控礦構(gòu)造,礦化帶和礦脈均沿著這兩組構(gòu)造分布,其中以近EW向礦脈為主。

近EW走向的礦脈以S傾為主,礦脈近平行分布,由北向南產(chǎn)出有207號(hào)脈、507號(hào)脈、60號(hào)脈、706號(hào)脈、101號(hào)脈等(圖1)。礦脈呈波狀彎曲的形態(tài),走向基本一致,為275°～290°,傾向S,傾角25°～60°。平行展布的礦脈之間有等間距分布的特點(diǎn),礦區(qū)范圍內(nèi)近EW向的主要礦脈之間的距離約為400 m,在礦化集中區(qū)水平距離有時(shí)為200 m左右。礦體在水平方向和垂直方向上具有相間出現(xiàn)、分段富集的特征:走向上,主體分布在NEE向及由NEE向SEE偏轉(zhuǎn)的部位,部分含礦石英脈具有尖滅再現(xiàn)的特點(diǎn),如706號(hào)脈18中段30號(hào)—140號(hào)測(cè)點(diǎn)間含礦石英脈的間隔為26 m(平均);傾向上,礦化帶產(chǎn)狀具有陡→緩→陡的變化特點(diǎn),礦體主要產(chǎn)于緩-中等傾角部位,一般小于45°。

近EW向主要礦脈的空間分布特征:①706號(hào)脈是槍馬金礦區(qū)主要的石英脈型礦體,礦脈垂向延深350 m左右,礦體為扁平狀透鏡脈,目前在礦區(qū)范圍內(nèi)控制長(zhǎng)度5 200 m左右,在礦區(qū)西部礦體主要賦存在1 900～1 550 m標(biāo)高間,礦化體斷續(xù)長(zhǎng)800 m;礦區(qū)東部礦體主要賦存在1 500～1 140 m標(biāo)高之間,礦體長(zhǎng)度可達(dá)1 200 m左右,總體表現(xiàn)出向SE方向的側(cè)伏;②60號(hào)脈是本區(qū)規(guī)模較大的金礦化帶,走向長(zhǎng)度>7 000 m,由淺部向深部金礦化呈分帶富集,811～2 123 m標(biāo)高均有礦體產(chǎn)出,目前采的14坑28中段以及29坑1 000 m標(biāo)高以下仍有礦體富集;③207號(hào)脈的控制長(zhǎng)度1 300 m左右,主要分布在礦區(qū)西部,由西向東控制標(biāo)高1 220～1 120 m,單個(gè)礦體長(zhǎng)50～500 m,無(wú)礦間距200～400 m,礦體呈透鏡狀,沿走向和傾向均有尖滅再現(xiàn)的特點(diǎn),礦脈還表現(xiàn)出向SE側(cè)伏的特點(diǎn);④507號(hào)脈主要位于礦區(qū)西部,控制長(zhǎng)度>2 100 m,在垂向上分2個(gè)富集段,第一富集段的賦礦標(biāo)高為1 930～1 680 m,礦體主要位于礦脈的西段,第二富集段的賦礦標(biāo)高為1 480～1 230 m,礦體主要位于礦脈的中東部,礦體由淺部向深部有向SE側(cè)伏的趨勢(shì)。

近SN向礦脈在礦區(qū)范圍內(nèi)主要有410號(hào)脈、421號(hào)脈等,礦脈走向330°～350°,傾向NEE向,傾角70°～90°,主要受NNW向剪切帶的控制。

1.4 礦化特征及礦石類型

圖1 槍馬金礦及鄰區(qū)金礦地質(zhì)圖(據(jù)馮建之[14]和武警黃金六支隊(duì)資料編繪)Fig.1 Geological map of Qiangma gold deposit and other gold deposits in the surroundings

槍馬金礦床主要為黃鐵礦型金礦化,其次為多金屬硫化物型金礦化。多金屬硫化物主要為黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦和閃鋅礦,特別是方鉛礦在局部相當(dāng)富集。根據(jù)礦石的構(gòu)造,礦化形式主要有多金屬硫化物單脈型、星散浸染型、黃鐵礦化網(wǎng)脈-細(xì)脈浸染型、團(tuán)塊狀黃鐵礦型、裂隙充填型。依據(jù)礦石礦物成分劃分為4種礦石類型:石英-黃鐵礦型、石英-多金屬硫化物型、黃鐵絹英巖型、黃鐵鉀化硅化蝕變巖型。礦石礦物主要為黃鐵礦、方鉛礦,其次為黃銅礦、閃鋅礦、斑銅礦;脈石礦物主要為石英、長(zhǎng)石、絹云母、其次為綠泥石、綠簾石、黑云母等。

1.5 礦化階段劃分

槍馬金礦與其他石英脈型金礦一樣,具有多階段成礦的特點(diǎn)[2,10-13]。根據(jù)礦物組合、礦物生成特點(diǎn)與含礦構(gòu)造演化特點(diǎn),將礦床的成礦過(guò)程劃分為4個(gè)階段。

(1)黃鐵礦-石英階段:以少量黃鐵礦化和乳白色石英脈為特征,成礦以充填形式為主,在控礦剪切帶中沉淀出大量硅質(zhì)和少量黃鐵礦,形成乳白色石英脈,黃鐵礦以自形晶為主。該階段礦化規(guī)模較大,分布較廣,從上部到深部900 m標(biāo)高均有出現(xiàn)。

(2)石英-黃鐵礦階段:是金的主要成礦階段。形成的礦物組合以石英-黃鐵礦為主,黃鐵礦呈條帶狀、不規(guī)則條帶狀、細(xì)脈狀和浸染狀分布于早期石英脈中、石英脈邊部及石英脈旁側(cè)的蝕變糜棱巖內(nèi);在石英大脈不發(fā)育的地段,蝕變糜棱巖中也可以看到該階段石英、黃鐵礦呈微細(xì)條帶狀、浸染狀礦化;石英以細(xì)粒、中細(xì)粒為主,常呈煙灰色、灰白色與細(xì)脈狀黃鐵礦共生;黃鐵礦以中細(xì)粒半自形-他形為主,含金性較高,黃鐵礦含量高。

(3)石英-多金屬硫化物階段:也是金的主要成礦階段,但成礦空間不如前兩個(gè)階段廣泛,礦化只在局部地段發(fā)育,成礦熱液中金屬元素Pb,Cu,Zn的含量明顯增長(zhǎng),形成方鉛礦-黃鐵礦、方鉛礦-黃銅礦-閃鋅礦-黃鐵礦、方鉛礦-黃銅礦-黃鐵礦等與石英的礦物共生組合。在該階段發(fā)育的地段往往伴有半自形-自形石英及石英晶簇的出現(xiàn)。這些地段的方鉛礦細(xì)脈或團(tuán)塊中金的品位并不特別高,w (Au)一般為n×10-6,但疊加了石英-多金屬硫化物階段的地段往往出現(xiàn)金的富礦體,說(shuō)明金的富集與多階段的成礦疊加有關(guān)。

(4)石英-碳酸鹽階段:是成礦的最后一個(gè)階段,在這個(gè)階段中主要沉淀石英和碳酸鹽礦物(方解石、白云石、鐵白云石),黃鐵礦很少,金礦化微弱。該階段多發(fā)育在礦脈圍巖中,呈細(xì)脈狀或網(wǎng)脈狀并切穿圍巖。

1.6 圍巖蝕變

礦床的圍巖蝕變較為強(qiáng)烈。近礦蝕變主為硅化、黃鐵礦化、鉀化、絹云母化,其次為綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化;在石英脈發(fā)育地段,蝕變帶寬度一般為1～3 m,局部5～8 m,蝕變強(qiáng)度由脈壁向圍巖方向逐漸減弱。黃鐵礦化往往沿裂隙帶發(fā)育,在石英脈旁側(cè)可構(gòu)成蝕變巖型礦體。在礦區(qū)與礦化關(guān)系密切的蝕變?yōu)辄S鐵礦化,絹云母化、硅化、鉀化,而綠泥石化、綠簾石化與金礦化關(guān)系不密切。蝕變巖型礦體的蝕變帶相對(duì)較寬(幾米至幾十米),且硅化、鉀化、黃鐵絹英巖化非常明顯。

圍巖蝕變具有明顯的分帶性,由脈壁向圍巖方向可將蝕變分為3個(gè)帶。①?gòu)?qiáng)蝕變帶(內(nèi)帶)為由絹英巖化和黃鐵礦化,距脈壁0～0.5 m;②中等蝕變帶(中帶)以硅化、鉀化、黃鐵礦化為主,距脈壁0.5～1 m;③弱蝕變帶(外帶)為弱硅化、碳酸鹽化,以及綠泥石化、綠簾石化,蝕變礦物占10%～50%不等,距脈壁1～2 m或2～8 m;3個(gè)蝕變分帶之間為過(guò)渡關(guān)系,往往裂隙帶發(fā)育的部位蝕變帶也較寬。

2 深部找礦潛力分析

2.1 深部找礦是我國(guó)東中部地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查的主攻方向

進(jìn)入新世紀(jì)以后,深部找礦工作已經(jīng)成為我國(guó)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查的主攻方向,尤其對(duì)我國(guó)東中部地區(qū)更為重要。國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐說(shuō)明,在老礦山的深部和周邊尋找新的資源是實(shí)用和有效的礦產(chǎn)勘查策略。據(jù)統(tǒng)計(jì),國(guó)外在1950-2000年間發(fā)現(xiàn)的70個(gè)礦床中,有42%的礦床是在已知礦帶或老礦區(qū)外圍主深部找到的[14];我國(guó)原國(guó)家黃金局在上世紀(jì)90年代實(shí)施了黃金危機(jī)礦山接替資源科技找礦項(xiàng)目,通過(guò)“短、平、快”的項(xiàng)目實(shí)施,獲得了一批可供利用的黃金儲(chǔ)量和大量的金礦成礦信息和資料,為進(jìn)一步找礦勘查提供了依據(jù),緩解了一大批黃金生產(chǎn)礦山接替資源緊缺的矛盾。

從成礦學(xué)的角度講,金的形成深度范圍是很大的,從地表到10 000 m的深度范圍內(nèi)均有金的成礦,礦床類型幾乎是一個(gè)連續(xù)的系列:熱泉型金礦→火山巖-斑巖型金礦→夕卡巖型金礦→中高溫?zé)嵋盒?脈狀)金礦,一直到深成的巖漿型銅鎳金礦床;科拉半島和德國(guó)超深鉆的資料證實(shí),熱液成礦作用的下限可以下降到10 000 m以下;有研究認(rèn)為,在長(zhǎng)期穩(wěn)定克拉通地區(qū)的中溫脈狀金礦,由于與剪切帶伴生且成礦圍巖形成深度變化很大,因此從近地表(3～5 km)到中深成(15～20 km)的深度都能產(chǎn)生金的沉淀[15]。

國(guó)外礦山的開(kāi)采深度普遍較大。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),國(guó)外金屬礦(大型)的開(kāi)采深度>1 000 m的共有80多座。其中,南非西蘭德的Western Deep Level金礦的開(kāi)采豎井已經(jīng)達(dá)4 800 m,為世界上開(kāi)采深度之最[16];印度的科拉爾金礦石英脈型金礦其垂直開(kāi)采深度已達(dá)3 500 m;加拿大克蘭湖金礦石英脈型礦體垂直開(kāi)采深度為1 800～2 000 m[2]。一般說(shuō)來(lái),地質(zhì)勘探的深度還要比開(kāi)采深度更深一些。

國(guó)內(nèi)金礦山目前的開(kāi)采深度主要在300～500 m范圍內(nèi),但部分礦山的勘探、開(kāi)采深度近年來(lái)不斷地加大。膠東西北部招萊金礦帶的3條主要區(qū)域控礦斷裂的勘查(見(jiàn)礦)深度均超過(guò)了1 000 m:三山島斷裂帶的深部礦體為1 600 m,焦家斷裂帶的勘探深度已經(jīng)達(dá)到1 560 m,而招平斷裂帶的深部礦體也已經(jīng)超過(guò)的1 000 m;福建紫金山金銅礦的深度為1 900～2 000m;新疆阿舍勒特富型銅金鋅礦床的深度已達(dá)1 800 m;湖南沃溪金礦的探、采深度均已超過(guò)1 000 m[16-18]。

從國(guó)內(nèi)金礦的成礦地質(zhì)特點(diǎn)和礦山勘探、開(kāi)采狀況分析,對(duì)原有礦山深部500～2 000 m實(shí)施探查是具有科學(xué)依據(jù)的,同時(shí)也是大有作為的一個(gè)找礦空間范圍。為此,國(guó)內(nèi)有學(xué)者提出開(kāi)展第二找礦空間地質(zhì)勘查的建議[19]。

2.2 小秦嶺地區(qū)深部成礦的地質(zhì)信息

小秦嶺金礦集中區(qū)大多數(shù)金礦目前的開(kāi)采深度<1 000 m。從全區(qū)金礦體的賦存標(biāo)高看,最高的標(biāo)高為2 193 m(文峪505號(hào)脈),大湖金礦床最低賦礦標(biāo)高為-12 m(大湖F5礦脈)[14],總體賦存高差為2 243 m;從小秦嶺地區(qū)金礦床具有同樣的成礦地質(zhì)背景這一點(diǎn)考慮,該區(qū)金礦體的賦存深度>2 000 m這一判斷是比較客觀的。同一條礦脈控制的礦化高差最大為楊砦峪60號(hào)脈(1 695 m),其次為大湖F5礦脈(1 050 m),文峪505號(hào)脈(841 m)和530號(hào)脈(827 m),這也證實(shí)小秦嶺地區(qū)金礦具有較大的延深。對(duì)楊砦峪礦區(qū)成礦預(yù)測(cè)的工程驗(yàn)證(ZK4)中,在544 m標(biāo)高見(jiàn)到60號(hào)主脈、在423 m標(biāo)高見(jiàn)60號(hào)支脈;在東闖礦區(qū)成礦預(yù)測(cè)工程驗(yàn)證(ZK5)中,在1 470 m標(biāo)高見(jiàn)505號(hào)脈,在836 m標(biāo)高見(jiàn)507號(hào)脈[14]。這說(shuō)明包括小秦嶺金礦帶的深部具備良好的成礦條件,對(duì)深部金礦體進(jìn)行勘探的地質(zhì)前提非常充分。

2.3 槍馬礦區(qū)深部成礦潛力分析

從區(qū)域金礦成礦特征分析,沿老鴉岔背斜(形)分布的文峪、東闖、槍馬、楊砦峪等金礦實(shí)際上是同一個(gè)金礦脈群(系)的不同區(qū)段,其主礦脈雖然編號(hào)不同,但基本上可以連通下來(lái),并且成礦地質(zhì)特征有許多相同之處。研究認(rèn)為,槍馬礦區(qū)深部的金礦成礦具有非常大的遠(yuǎn)景,依據(jù)如下:

(1)槍馬礦區(qū)以西的東闖礦區(qū)金礦脈群目前勘探的見(jiàn)礦最低標(biāo)高為836 m(507號(hào)脈);槍馬礦區(qū)以東的楊砦峪礦區(qū)60號(hào)脈的勘探的見(jiàn)礦標(biāo)高為544 m,另外還在423 m標(biāo)高見(jiàn)到60支脈(圖2)。而槍馬礦區(qū)60號(hào)脈最深的開(kāi)采中段標(biāo)高為911 m,706號(hào)脈最深的開(kāi)采中段標(biāo)高為1035 m,更深部的探礦工作還未開(kāi)展。與相鄰的東闖礦區(qū)、楊砦峪礦區(qū)相比,槍馬礦區(qū)的深部找礦潛力依然很大。據(jù)專家統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)[14],小秦嶺地區(qū)金的資源總量為842.3～1 156 t,現(xiàn)已控制的儲(chǔ)量?jī)H僅占資源總量的一半,這也讓人們對(duì)生產(chǎn)礦山的深部找礦前景充滿了期待。

(2)槍馬礦區(qū)的含礦剪切構(gòu)造帶規(guī)模較大,主要礦脈706號(hào)脈和60號(hào)脈控制長(zhǎng)度分別達(dá)5 200 m和7 000 m,根據(jù)地殼破裂性變形的一般規(guī)律,按長(zhǎng)度與深度比值為2計(jì)算,含礦構(gòu)造剪切帶向下延伸應(yīng)當(dāng)不小于1 500 m;這意味著深部仍有含礦斷裂存在,在斷裂的特定部位形成金礦體的構(gòu)造前提完全具備。

(3)近EW走向的金礦脈具有向SE側(cè)伏的規(guī)律,60號(hào)、706號(hào)和207號(hào)脈均反映出這一特征;主要礦脈不同標(biāo)高的金品位數(shù)據(jù)在垂向上多呈波狀變化,金礦脈的厚度在垂直方向上的變化不大,反映了控礦構(gòu)造和礦化帶向下呈穩(wěn)定的延伸。

(4)礦區(qū)金礦體的指示元素Ag,Bi,Cu的變化在垂向上與Au基本一致,而且Ag和Bi隨深度的增大呈波狀上升的趨勢(shì),反映深部含礦熱液礦化強(qiáng)度在增強(qiáng)的特點(diǎn)。

(5)礦區(qū)內(nèi)金最富集的地段為多金屬硫化物型金礦發(fā)育的部位,而多金屬硫化物中Cu與金礦化的關(guān)系最為密切,因而多金屬硫化物中Cu/Zn比值可能表征金礦化的富集程度。礦區(qū)主要礦脈各中段的Cu/Zn比值向深部呈現(xiàn)上升趨勢(shì),反映了深部有出現(xiàn)富礦段的可能。

圖2 東闖、槍馬和楊砦峪金礦脈控制深度對(duì)比(部分資料據(jù)文獻(xiàn)[14])Fig.2 Sketch showing the control depth of ore vein swamp in Dongchuangmining district and ore vein No.60 in Yangzaiyu mining district

3 結(jié)語(yǔ)

槍馬金礦床礦化類型主要為石英-黃鐵礦型,其次為多金屬硫化物型,礦化具有多期疊加的特點(diǎn)。礦床受地層、巖漿巖及構(gòu)造等多種因素控制,礦體空間分布上具有尖滅再現(xiàn)的特點(diǎn),并且有總體向SE方向側(cè)伏的特點(diǎn)。研究認(rèn)為,槍馬礦區(qū)與小秦嶺礦區(qū)一樣,深部具有可觀的找礦遠(yuǎn)景。

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GEOLOGICAL CHARACTERISTICS AND EXPLORATION POTENTIALITY FOR THE DEEP LEVALS IN QIANGMA GOLD DEPOSIT,HENAN LINGBAO

YANG Xiu-feng1,SUN Zhi-ming1,WANGJi-yuan1, LV Zeng-w ang2,LI Man-jun2,GUO Xiao2
(1.Sinasteel Tianjin Geological Academy Co.Ltd.,Tianjin100181,China; 2.L ingbao Gold Co.Ltd.,Lingbao472500,Henan,China)

Qiangma gold deposit is located in Xiaoqinlign region,Lingbao,Henan.Taihua group metamorphic suites,magmatic rock and tectonics control the occurrences of the gold deposit.The quartz vein is main type of the gold ore and then alterated cataclastic rock type.The gold ore body is characterized by repeated pinching-out and re-appearance both along dip and strike and by pitch to southeast.The oreforming process is displayed to depth and it is potential for further exploration in Qiangma mine area.

Qiangma gold deposit;quartz vein type;geological characteristic of deposit;exploration potentiality for the deep levels;Henan province

P613;P618.51

: A

: 1001-1412(2010)03-0223-05

2010-05-14

楊秀峰(1983-),男,湖南龍山人,工程師,主要從事成礦預(yù)測(cè)和構(gòu)造地質(zhì)研究工作。通信地址:天津市河?xùn)|區(qū)友愛(ài)東道平房4號(hào),中鋼地質(zhì)院礦產(chǎn)地質(zhì)研究所;郵政編碼:300181;E-mail:yxfefei@163.com