河南省汝陽南部礦集區(qū)鉬礦床成礦預(yù)測及成礦靶區(qū)劃分

馬曉輝，郭 銳，王永麗，董方靈，侯四周，鄭 蘋，王靈敏

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)勘查院，河南 許昌 461000)

河南省汝陽南部以發(fā)現(xiàn)和探明了東溝超大型鉬礦床而聞名全國，其與欒川上房溝、三道莊和南泥湖3 個(gè)世界級超大型鉬礦床，不僅是河南，也是我國出口創(chuàng)匯的最大的幾個(gè)礦山企業(yè)，對我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了較大貢獻(xiàn)。

汝陽東溝鉬礦床是近年發(fā)現(xiàn)并探明的又一超大型斑巖型鉬礦床，它的發(fā)現(xiàn)，不僅為河南多金屬礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的活力，而且對我國鉬礦產(chǎn)業(yè)今后數(shù)十年的穩(wěn)步發(fā)展，將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。同時(shí)，客觀上告訴我們，在河南仍有尋找鉬礦床的廣闊空間。因?yàn)槿觋栥f鉛鋅礦集區(qū)屬東秦嶺鉬鉛鋅銀多金屬成礦帶的一部分，成礦地質(zhì)背景和條件十分優(yōu)越。

1 汝陽南部鉬礦床及其分布規(guī)律

迄今為止，在河南境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的中型以上規(guī)模的25 個(gè)鉬礦床均產(chǎn)于東秦嶺—大別山鉬成礦帶，該成礦帶西自陜西商洛北部，向東經(jīng)豫西南、豫東南到皖西大別山區(qū)北麓［1］，東南綿延長近700 km，在河南境內(nèi)長約480 km。汝陽南部產(chǎn)有東溝超大型與竹園溝中型兩個(gè)斑巖型鉬礦床。

東秦嶺—大別山鉬成礦帶呈北西西-南東東向展開，寬約80～100 km，在成礦帶內(nèi)，深大斷裂發(fā)育，巖漿巖廣布，所出露地層均為前寒武紀(jì)老地層［2］，是典型的大陸邊緣地槽活動帶，形成規(guī)模宏大的構(gòu)造巖漿巖帶(圖1)。所發(fā)現(xiàn)的所有鉬礦床全部產(chǎn)于構(gòu)造巖漿巖帶內(nèi)，東溝、竹園溝鉬礦床亦不例外。

圖1 東秦嶺—大別山地區(qū)鉬礦床分布略圖

2 成礦預(yù)測

2.1 成礦巖體信息量分析

對東溝成礦母巖及太山廟花崗巖基的定量指標(biāo)，可以通過巖體組分對比所提供的信息來評價(jià)，也就是用信息量的大小來評價(jià)各個(gè)指標(biāo)(即地質(zhì)因素)對成礦關(guān)系的密切程度［2］，并篩選出成礦的有利地質(zhì)因素(見表1、圖2)。

2.2 成礦地質(zhì)信息的向量長度分析

把與巖體成礦有關(guān)的各種地質(zhì)因素轉(zhuǎn)化為二態(tài)變量，用向量長度的大小，顯示出各種地質(zhì)因素在成礦巖體的相對重要性，同樣可以篩選出成礦有利因素。

2.3 成礦巖體的R 型群分析

我們對東溝、竹園溝、西灶溝、老代仗溝及王坪西溝等5 個(gè)鉬鉛鋅礦床的成礦巖體，每個(gè)挑選若干個(gè)變量進(jìn)行R 型群分析。通過分析弄清各變量之間的相關(guān)及組合關(guān)系［3］，從而得出礦集區(qū)內(nèi)成礦巖體的有利地質(zhì)因素(見圖3)。

運(yùn)用以上3 種數(shù)學(xué)地質(zhì)方法，得出的結(jié)論是一致的，挑選出的成礦有利因素綜合如下:

(1)成鉬巖石類型:以花崗斑巖(向量長度52.345)為主，花崗巖次之。巖石化學(xué)成分SiO272.7%(信息量1.32)，K2O 5.93%(信息量1.24)。

表1 成鉬巖體信息量統(tǒng)計(jì)表

(2)巖石結(jié)構(gòu):以斑狀結(jié)構(gòu)(向量長度46.141)為主，等粒結(jié)構(gòu)次之，少數(shù)為似斑狀結(jié)構(gòu)。

(3)巖體時(shí)代:以燕山晚期白堊紀(jì)為主(向量長度39.573)，中元古代王屋山期為次。

(4)巖體出露面積:0.1～1 km2(向量長度47.948)。

(5)巖體形態(tài):以不規(guī)則等軸狀巖株?duì)顬橹?向量長度47.948)，以不規(guī)則一向延伸的帶狀巖株次之。

(6)圍巖蝕變:鉀長石化(向量長度53.104)、硅化(向量長度53.722)，石英-絹云母化(向量長度28.862)。

(7)金屬礦物:主要為輝鉬礦(向量長度31.048)，(Mo 信息量1.03)，白鎢礦、泡鉍礦(向量長度16.698)次為方鉛礦、閃鋅礦化(向量42.308)。

(8)圍巖:鉬礦以火山巖類為主(向量長度42.308)鉛鋅礦以中酸性巖類為次。

以上用數(shù)學(xué)地質(zhì)方法提供的信息與前面敘述的成礦巖石的特征基本相符。成礦巖體特征應(yīng)作為建立本區(qū)成礦模式的基礎(chǔ)地質(zhì)資料。

圖3 變量相互關(guān)系R 群分析譜系圖

2.4 礦床類型及礦床式

研究區(qū)以鉬為主的多金屬礦床，成巖與成礦有一定的成因聯(lián)系。所有的鉬礦床均屬于廣義的斑巖型礦床，但由于成礦圍巖巖石類型不同，以及成礦的地層圍巖等存在著差異，所以，礦床類型復(fù)雜多樣。按主巖、次巖、礦種組合將鉬鉛鋅礦床劃分為5 種類型:(1)東溝斑巖型鉬礦床:成礦圍巖以中元古界長城系熊耳群雞蛋坪組火山巖為主;(2)竹園溝斑巖型鉬礦床:成礦圍巖以燕山期白堊紀(jì)花崗巖(基)為主;(3)西灶溝熱液充填交代型鉛鋅礦床:成礦圍巖以中元古界長城系熊耳群火山巖內(nèi)構(gòu)造蝕變巖為主;(4)老代仗溝熱液充填交代型鉛鋅礦床:成礦圍巖以中元古代王屋山早期閃長細(xì)晶巖為主，石英二長巖次之;(5)王坪西溝熱液充填交代型鉛鋅礦床:成礦圍巖以中元古代王屋山晚期中粒石英二長閃長巖為主。

礦床式，指礦床內(nèi)在因素在外部表現(xiàn)的一種型式，如礦床規(guī)模、鉬鉛鋅礦種組合、礦體空間分布、產(chǎn)狀、礦石類型、圍巖蝕變等，這種礦床型式，具有一類礦床的代表性，它反映一類礦床的地質(zhì)特點(diǎn)。我們本次將東溝和王坪西溝兩礦床作為典型礦床式［4］。

礦床式是成礦作用在特定的成礦系統(tǒng)地質(zhì)環(huán)境中形成的具有自己特色的礦床。一般說，超大型礦床的形成，都是在各種成礦條件最佳配置的環(huán)境中，多種成礦有利因素，相互耦合作用的結(jié)果。故而礦床型式較少。而中小型礦床形成條件不是很絕對，礦床型式相對應(yīng)多于特大型礦床。

3 成礦預(yù)測靶區(qū)的劃分

在總結(jié)成礦規(guī)律，劃分礦床成因類型，利用地物化遙綜合找礦信息及成礦信息量化基礎(chǔ)上，進(jìn)行成礦預(yù)測和成礦有利靶區(qū)的劃分，全區(qū)共分出A、B、C 3 級共10 個(gè)成礦預(yù)測區(qū)(見圖4)。

(1)A1 區(qū):西灶溝—綠竹坪鉛、鋅銀成礦預(yù)測區(qū);(2)A2 區(qū):馬廟—東溝鉬成礦預(yù)測區(qū);(3)A3區(qū):王坪西溝鉛鋅銀成礦預(yù)測區(qū);(4)B1 區(qū):裂子山—付店鉛鋅預(yù)測區(qū);(5)B2 區(qū):寶豐溝鉛鋅預(yù)測區(qū);(6)B3 區(qū):青崗坪鉬鉛鋅成礦預(yù)測區(qū);(7)C1區(qū):土橋溝鉛鋅成礦預(yù)測區(qū);(8)C2 區(qū):西灶溝南鉛鋅成礦預(yù)測區(qū);(9)C3 區(qū):北坪鉛鋅成礦預(yù)測區(qū);(10)C4 區(qū):竹園溝鉬成礦預(yù)測區(qū)。

成礦預(yù)測區(qū)及其特征，均有其復(fù)雜的顯示規(guī)律，下面具體將A、B、C 3 級成礦預(yù)測區(qū)加以分述［5］。

3.1 西灶溝—綠竹坪鉛鋅銀成礦預(yù)測區(qū)(A1 區(qū))

位于老婆殼—綠竹坪一帶，東西長16.8 km，南北寬1.5 km，面積約25 km2。預(yù)測區(qū)賦礦巖石為熊耳群火山巖，中-東部賦礦巖石以閃長細(xì)晶巖和石英二長巖為主。

預(yù)測區(qū)位于1∶5萬水系沉積物Pb、Zn、Ag、Au 綜合異常內(nèi)，幾種元素套合性好，而且強(qiáng)度大;1∶5萬自然重砂鉛族、自然金礦物異常突出;西灶溝1∶10 000土壤Pb、Zn、Ag(Mo)等元素異常的套合重疊部位;物探方面，激發(fā)極化異常清晰，是進(jìn)一步找礦的理想靶區(qū)。遙感影像圖在中部土橋溝南及綠竹坪出現(xiàn)兩個(gè)線、環(huán)構(gòu)造，而且線性構(gòu)造稠密交切形成網(wǎng)狀排列，成礦條件特好。

圖4 汝陽南部地區(qū)鉬鉛鋅礦集區(qū)綜合成礦信息圖

3.2 馬廟—東溝鉬成礦預(yù)測區(qū)(A2 區(qū))

位于馬廟—東溝—大房莊一帶，南北長7 km，東西寬6.4 km，面積約45 km2，預(yù)測區(qū)賦礦巖石以熊耳群火山巖為主，花崗斑巖及閃長細(xì)晶巖次之。

該區(qū)位于1∶5萬水系沉積物Mo、Pb、Zn、Au 綜合異常、1∶5萬自然重砂鉛族、白鎢礦、泡鉍礦、輝鉬礦等高、中溫礦物綜合異常、東溝1 ∶1 萬土壤Mo、Cu、Zn 綜合異常的套合重疊部位。特別值得指出的是，草溝Mo 異常最高為800 ×10-6，秋盤一帶水系兩側(cè)土壤出現(xiàn)800 ×10-6的特高值。遙感影像圖出現(xiàn)一大一小兩個(gè)環(huán)狀構(gòu)造的吻合區(qū)。

綜合評價(jià):礦床探邊摸底，遠(yuǎn)景廣闊。

3.3 王坪西溝鉛鋅銀成礦預(yù)測區(qū)(A3 區(qū))

位于王坪鄉(xiāng)西1.6 km 杜家莊一帶，東西長3.4 km，南北寬1.2 km，面積4 km2，賦礦巖石以石英二長閃長巖為主，熊耳群火山巖次之，少量閃長細(xì)晶巖。

該區(qū)位于1∶5萬水系沉積物Pb、Zn、Ag、As 綜合異常，1∶5萬自然重砂鉛族礦物異常、1∶1萬土壤Cu、Pb、Zn、Ag 綜合異常套合重疊部位;物探方面，激發(fā)極化率礦致異常分布較好部位，局部出現(xiàn)視極化率大于5 的特高異常值;遙感影像圖上線環(huán)構(gòu)造清晰完整，是一個(gè)找礦理想地段。

3.4 裂子山—付店鉛鋅成礦預(yù)測區(qū)(B1 區(qū))

位于付店鎮(zhèn)北，南北最大長4.6 km，東西最大寬2.8 km，面積13 km2，中北部大部分面積為熊耳群火山巖覆蓋，南部為付店石英閃長巖體。該區(qū)位于1∶5萬水系沉積物Mo、Pb、Zn、Au 綜合異常內(nèi)，其異常編號為豫付-HS-3-乙1，其中Pb、Zn 異常內(nèi)Pb300～600 ×10-6，Zn300 ×10-6的高值區(qū)覆蓋預(yù)測區(qū);1∶5自然重砂鉛族礦物異常全覆蓋，北部尚有自然金異常疊加，成礦地質(zhì)條件良好［7］。

裂子山成礦預(yù)測區(qū)內(nèi)以北東向斷裂構(gòu)造帶為典型代表，民采情況表明幾乎所有北東向斷裂破碎帶均含礦，而且Pb 明顯大于Zn，多處出現(xiàn)特富礦石，但該區(qū)工程控制程度明顯偏低，最大工程揭露斜深不足200 m，找礦空間很大。

預(yù)測區(qū)整體情況:民采礦點(diǎn)多，礦帶多，據(jù)民采情況調(diào)查出現(xiàn)有特富礦石，勘查程度特低，地質(zhì)找礦基本上未予系統(tǒng)揭露;個(gè)別地段亦有東西向斷裂，含小而貧鉛鋅礦體，找礦潛力較大。

3.5 寶豐溝鉛鋅預(yù)測區(qū)(B2 區(qū))

該區(qū)位于王坪西溝鉛鋅礦區(qū)北1.5 km 處，東西長2 km，南北寬1.7 km，面積3.4 km2，賦礦地層為熊耳群火山巖，據(jù)區(qū)域1∶5萬布格重力等值圖巖體發(fā)展延伸趨勢，其深部隱伏有王坪西溝類型的石英二長閃長巖。

預(yù)測區(qū)位于1∶5萬水系沉積物Pb、Zn 綜合異常內(nèi)的東部，尤其是Pb 元素以300 ×10-6異常面積覆蓋全區(qū);1∶5萬自然重砂亦僅有鉛族礦物異常接近邊部，1∶5萬遙感影像圖出現(xiàn)稠密斷裂網(wǎng)線加環(huán)形構(gòu)造，找礦標(biāo)志良好。

礦區(qū)發(fā)育12 條近東西向斷裂構(gòu)造帶，其中已知有4 條含鉛鋅礦化，并且地表有稀疏槽探揭露，深部少量鉆探工程在局部揭露出小工業(yè)礦體。

整體評價(jià):礦帶多，礦體規(guī)模中偏小，品位偏貧，控制程度偏低。但據(jù)1∶5萬布格重力梯級帶展布規(guī)律看，寶豐溝成礦預(yù)測區(qū)深部存在石英二長閃長巖體，這類巖體在老代仗溝、王坪西溝兩礦床在巖體內(nèi)均存在大量的工業(yè)富礦體，是汝陽南部鉬鉛鋅礦集區(qū)本次研究項(xiàng)目厘定的最佳賦礦巖石，只不過寶豐溝巖體隱伏更深，目前尚未揭露出來罷了。

3.6 青崗坪鉬鉛鋅成礦預(yù)測區(qū)(B3 區(qū))

該區(qū)位于付店南東6 km 處，南北長2.6 km，東西寬2.2 km，面積5.7 km2，賦礦巖石以熊耳群火山巖、火山碎屑巖為主，個(gè)別地段出現(xiàn)花崗斑巖脈。1∶5萬水系沉積物Pb、Zn 綜合異常、1∶5萬自然重砂鉛族異常、1∶5萬遙感影像圖出現(xiàn)北西與東西向斷裂交叉部位，但未出現(xiàn)環(huán)形構(gòu)造。

據(jù)實(shí)地調(diào)查，區(qū)內(nèi)出現(xiàn)QGP1、QGP2 兩條近東西向含鉛鋅礦斷裂帶，其中鉛鋅礦體從地表到深部基本連續(xù)。但工程揭露程度低局部出現(xiàn)富礦。QGP1 民采硐鉛鋅礦石，上世紀(jì)80 年代經(jīng)化驗(yàn)含工業(yè)鉬礦石。也就是說，中高溫鉛鋅鉬同時(shí)出現(xiàn)在同一礦體中，這在研究區(qū)內(nèi)僅此一例。2012 年本科研項(xiàng)目投入驗(yàn)證鉆探工程揭露，QGP1 礦帶167.10～169.40 m 出現(xiàn)鉬(0.07%)鉛鋅同體現(xiàn)象，從而證實(shí)，上世紀(jì)80 年代鉛鋅鉬均達(dá)工業(yè)品位礦石是客觀存在。2012 年鉆探揭露礦體深度雖達(dá)500 m 以下，但礦帶深部仍存在Mo 礦找礦遠(yuǎn)景。

從1∶5萬布格重力異常分布圖推斷，青崗坪鉬鉛鋅成礦預(yù)測區(qū)深部600～700 m 左右?guī)缀跞侩[伏有花崗斑巖體，這不僅對鉛鋅，更是對鉬提供了更大更具遠(yuǎn)景的找礦信息，實(shí)際上，青崗坪礦區(qū)地表就出露有花崗斑巖脈體，該脈巖是否與700 m 深部花崗斑巖連為一體，有待進(jìn)一步研究。

預(yù)測區(qū)整體評價(jià):礦帶少，鉛鋅礦規(guī)模一般，品位中等，QGP2 富礦含銀。工程揭露程度低，但由于其礦石不同程度出現(xiàn)鉬礦化，因此深部具有教好的找鉬潛力。

3.7 土橋溝鉛鋅成礦預(yù)測區(qū)(C1 區(qū))

位于付店鎮(zhèn)拔菜坪北1 km(研究區(qū)最北端)，東西長2.8 km，南北寬1.6 km，面積4.5 km2，賦礦地層為熊耳群，巖性為火山巖、火山碎屑巖。該區(qū)位于1∶5萬水系沉積物Pb、Zn 綜合異常北邊部、1∶5萬自然重砂鉛族北邊部，1∶5萬遙感五羊垛密集線狀構(gòu)造與雙環(huán)形構(gòu)造的交叉部位。找礦標(biāo)志清晰、完備。

區(qū)內(nèi)共出現(xiàn)北東向含礦斷裂6 條。其中含礦的TP6、TP9 出露長1 400～2 500 m 不等，傾向352°左右，傾角67°～88°，寬0.3～24 m，共圈出(332)+(333)鉛鋅礦石量568 236 t，金屬量36 491.20 t，Pb+Zn 品位3.3%。

整體評價(jià):控制程度，工程網(wǎng)度80 ×80 m，控制斜深最大188 m，一般埋深40～100 m，只是在礦體最淺部給予了揭露。達(dá)詳查階段的地方只在坑鉆結(jié)合塊段，大部分礦段達(dá)普查，找礦空間較大。

3.8 西灶溝南鉛鋅成礦預(yù)測區(qū)(C2 區(qū))

位于西灶溝礦區(qū)南-裂子山礦區(qū)西的區(qū)段，東西最大長3.6 km，南北最大寬1.7 km，面積6.1 km2，賦礦地層為熊耳群火山巖。西灶溝南段位于1∶5萬水系沉積物Pb、Zn、Au、As 綜合異常區(qū)內(nèi)，Pb 異常最高為600 ×10-6，Zn 異常最高達(dá)300 ×10-6;1∶5萬自然重砂鉛族及自然金的套合區(qū);1∶1萬土壤Pb 一般1 500 ×10-6，Zn 達(dá)3 200 ×10-6，均為礦致異常，尚疊加有0.8～3.2 ×10-6的Ag 異常，找礦標(biāo)志良好。此外區(qū)內(nèi)民采盛行，坑道較多，富-特富礦石常見，一般礦厚0.8～1.5 m，Pb +Zn4.8%～16.15%，平均7.04%。

綜合評價(jià):礦帶多，礦體規(guī)模中等，有富礦，存在找礦遠(yuǎn)景。

3.9 北坪鉛鋅成礦預(yù)測區(qū)(C3 區(qū))

位于付店南東1～2 km，青崗坪B3 成礦預(yù)測區(qū)西鄰，南北長3.6 km，東西寬3.4 km，面積12 km2，賦礦巖石均為熊耳群火山巖。該區(qū)段位于1∶5萬水系沉積區(qū)Pb、Zn 綜合異常南段，1∶5萬自然重砂鉛族異常的套合重疊區(qū)。區(qū)內(nèi)民采鉛鋅坑采較多，但規(guī)模小、礦石較貧。主要是未進(jìn)行系統(tǒng)工作，礦帶調(diào)查滯后，地表工作僅有少量探槽揭露，探槽間距160 m。民采硐編錄結(jié)果情況稍差［8］。1∶50 萬布格重力推斷，該區(qū)地下深部全部隱伏有太山廟花崗巖基，是找礦有利條件之一。

整體評價(jià):該區(qū)整體工作程度低，礦體貧且小，未見富礦石，有成礦遠(yuǎn)景，但難以找到大而富的鉛鋅礦床。

3.10 竹園溝鉬成礦預(yù)測區(qū)(C4 區(qū))

位于竹園溝鉬礦區(qū)以及東相鄰地區(qū)，南北長2.8 km，東西寬2.4 km，面積6.7 km2。賦礦巖石以中細(xì)粒黑云母花崗巖為主。該區(qū)位于1∶5萬水系沉積物關(guān)帝廟(豫付-HS-10-乙3)Mo、Pb 綜合異常中，1∶5萬自然重砂釷石異常的套合區(qū)。1∶10 000 竹園溝土壤化探亦完全處于上述水系和重砂異常的套合范圍內(nèi)，土壤化探異常組合主要有1-乙3(Mo-3、Ag-2、Cu-3)等5 種元素。另外尚有礦區(qū)東邊部Mo-9、Ag-8、Cu-6 和Mo-8 兩個(gè)綜合異常;其中1-乙3(Mo-3、Ag-2、Cu-3)綜合異常經(jīng)歷年來普、詳查，發(fā)現(xiàn)并探明竹園溝中型鉬礦床，提交鉬金屬重9.51 萬t，礦床品位達(dá)0.10%。

對于竹園溝礦區(qū)東邊部Mo-9、Mo-8 兩個(gè)異常，其產(chǎn)出部位均是在中元古代王屋山期中酸性巖體-石英二長巖內(nèi)。據(jù)本研究報(bào)告前面章節(jié)闡述，石英二長巖體的微量元素Mo 含量＜10 ×10-6，與鉬礦床的成礦無關(guān)系，但從礦區(qū)具體情況看，太山廟花崗巖強(qiáng)酸性熔漿白堊紀(jì)沿深大斷裂上侵過程中，首先吞噬太華群結(jié)晶巖系，再吞噬一部分熊耳群火山巖，在此同時(shí)，對研究區(qū)內(nèi)石英二長巖帶狀巖株或巖墻也被重熔吞噬，并且在熔融過程中自身演化富集老地層中的Mo 質(zhì)充填于殘留的石英二長巖巖體和大量熊耳群圍巖裂隙中，經(jīng)風(fēng)化水解帶走進(jìn)入水系形成異常。對于Mo-9、Mo-8 兩個(gè)異常目前尚未作地質(zhì)勘查工作。

整體評價(jià):1-乙3 土壤異常經(jīng)勘查證實(shí)，其平面和深部礦體均已得到全面揭露和控制，而Mo-9、Mo-8 兩個(gè)異常始終未作工作，存在成礦遠(yuǎn)景。

4 結(jié)語

汝陽南部鉬鉛鋅礦集區(qū)成礦預(yù)測及成礦靶區(qū)的劃分，為在汝陽南部找鉬鉛鋅礦明確了目標(biāo)及方向。汝陽南部鉬鉛鋅礦集區(qū)是東秦嶺-大別山鉬鉛鋅金銀巨型成礦帶的一部分，也是河南省重要的礦產(chǎn)地［9］。幾十年來，中科院、地科院、中國地質(zhì)大學(xué)、省國土資源研究院及地礦、有色、核工業(yè)等單位對研究區(qū)從不同的角度開展了大量工作，取得了豐碩的成果。本研究就是基于區(qū)內(nèi)已有的大量資料，借助翟裕生院士、陳毓川院士、毛景文研究員和羅照華教授等提出的現(xiàn)代成礦理論，對區(qū)域成礦規(guī)律進(jìn)行全方位探討，利用綜合找礦信息建模，進(jìn)而開展隱伏礦的定位預(yù)測，促使本研究區(qū)地質(zhì)找礦獲得新突破。

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