遼寧省雞冠山地區(qū)水系沉積物地球化學(xué)特征及找礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)

李崴崴，高忠暉，裴士俊

1.吉林大學(xué)地球探測(cè)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130026；2.遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，遼寧沈陽(yáng)110032

遼寧省雞冠山地區(qū)水系沉積物地球化學(xué)特征及找礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)

李崴崴1，2，高忠暉2，裴士俊2

1.吉林大學(xué)地球探測(cè)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130026；2.遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，遼寧沈陽(yáng)110032

在1∶5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量的基礎(chǔ)上，對(duì)遼寧省雞冠山地區(qū)的水系沉積物地球化學(xué)特征進(jìn)行了初步分析.對(duì)元素分布、單元素異常、元素相關(guān)性、異常元素組合等特征進(jìn)行了研究，表明水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量方法在遼東地區(qū)具有良好的找礦效果.優(yōu)選了3處金銀鉛鋅多金屬找礦遠(yuǎn)景區(qū).

水系沉積物；找礦遠(yuǎn)景區(qū)；雞冠山地區(qū)；遼寧省

0 引言

遼寧省雞冠山地區(qū)位于遼東-吉南成礦帶，北瓦溝-青城子金銀成礦遠(yuǎn)景區(qū)，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，礦產(chǎn)以貴金屬、有色金屬、黑色金屬為主.1958～1960年，長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院完成了區(qū)內(nèi)1∶20萬(wàn)區(qū)調(diào)，提交了1∶20萬(wàn)地質(zhì)圖及地質(zhì)報(bào)告；上世紀(jì)80年代進(jìn)行了遼寧省區(qū)域地質(zhì)志、遼寧侵入巖與礦產(chǎn)研究；90年代進(jìn)行了遼寧省巖石地層、遼寧省1∶50萬(wàn)地質(zhì)圖編圖等區(qū)調(diào)和科研項(xiàng)目.這些工作對(duì)區(qū)內(nèi)地層、巖石、構(gòu)造、礦產(chǎn)等方面進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查與研究，取得了較豐富的實(shí)際資料及諸多地質(zhì)成果，奠定了測(cè)區(qū)地質(zhì)調(diào)查研究工作的基礎(chǔ)，對(duì)以后工作的開(kāi)展，具有很好的借鑒、指導(dǎo)意義.

從區(qū)內(nèi)以往研究程度可以看出，該區(qū)域以往研究主要集中在基礎(chǔ)地質(zhì)及部分科研工作，而礦產(chǎn)地質(zhì)評(píng)價(jià)工作相對(duì)開(kāi)展較少，部分較有遠(yuǎn)景的地區(qū)工作程度較低，還有大量的物化探異常尚未查證，尤其是20世紀(jì)90年代以后，研究區(qū)內(nèi)的1∶5萬(wàn)比例尺找礦工作開(kāi)展較少.筆者在研究區(qū)通過(guò)1∶5萬(wàn)水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量工作，縮小研究區(qū)范圍，圈定若干有利的找礦靶區(qū)，以期為進(jìn)一步找礦工作部署及區(qū)域、礦區(qū)成礦規(guī)律研究提供基礎(chǔ)依據(jù).

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造位置為中朝準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ級(jí)）膠遼臺(tái)?。á蚣?jí)）營(yíng)口-寬甸臺(tái)拱（Ⅲ級(jí)）構(gòu)造單元上，其主體位于遼東古元古代裂谷內(nèi).古元古界變質(zhì)層狀巖系（遼河群）發(fā)育，中生代巖漿活動(dòng)頻繁，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，金及多金屬礦床、礦點(diǎn)豐富，顯示區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)條件十分優(yōu)越.

區(qū)內(nèi)大面積出露古元古代層狀變質(zhì)巖系，新元古代、古生代沉積巖系，中生代火山-沉積巖系，新生代松散堆積物等地層及古生代、中生代中酸性侵入巖.

區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜（見(jiàn)圖1），褶皺斷裂發(fā)育，對(duì)金多金屬礦床的形成具有明顯的控制作用.主構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要有3個(gè)旋回，表現(xiàn)為3個(gè)構(gòu)造層：遼河期構(gòu)造層，由基底巖系組成，在此基底上先后經(jīng)歷了兩次大的地殼增生期；燕遼-加里東期構(gòu)造層，由青白口系和下古生界構(gòu)成，主要分布在南北臺(tái)陷區(qū)；印支期以來(lái)，受太平洋板塊俯沖作用的影響，深部熔融巖漿上涌并噴出地表，堆積在北東向沉陷盆地內(nèi)，以小嶺組火山復(fù)陸屑建造和一系列中酸性侵入體為主.區(qū)域巖漿巖較發(fā)育，巖石類(lèi)型較為復(fù)雜，從基性—中性—酸性、堿性都有出露，尤以中酸性巖石最為發(fā)育.按其形成時(shí)期，分為遼河、印支和燕山3個(gè)旋回.與金多金屬成礦關(guān)系密切的為印支期和燕山期中酸性侵入體［1-4］.

2 地球化學(xué)特征

本次工作主要完成1∶5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量1569 km2，水系沉積物樣品分析7872件.樣品分析是在國(guó)土資源部沈陽(yáng)礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心完成，水系沉積物地球化學(xué)特征資料為實(shí)測(cè).室內(nèi)使用中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局開(kāi)發(fā)的“多元地質(zhì)空間數(shù)據(jù)管理與分析系統(tǒng)”（GeoExpl）進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)處理與成圖.

2.1 區(qū)域水系沉積物

圖1 研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造略圖Fig.1 Simplified geological and structural map of the study area

區(qū)域內(nèi)水系沉積物中各元素的豐度值與表殼巖石比較，其相關(guān)程度甚高，二者總是同步消長(zhǎng).因此，可用水系沉積物中元素的特征討論基巖中相應(yīng)元素的變化情況.水系沉積物測(cè)量主要元素地球化學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1.可以看出：成礦元素Ag、Co、Pb、Zn、Cu等，富集系數(shù)均大于1，表明其豐度與該元素在地殼巖石中的含量相比是相對(duì)富集的［5］.雖然Au元素豐度值相對(duì)較低，但其變化系數(shù)最高，表明Au元素分布極不均勻，成礦作用顯著.

表1 主要成礦元素水系沉積物豐度及地球化學(xué)參數(shù)Table 1 Abundance of major ore-form ing elements in stream sediment w ith geochem ical parameters

2.2 研究區(qū)水系沉積物

采用元素含量最大值、最小值、平均值（X）、標(biāo)準(zhǔn)離差（S）、富集系數(shù)（q）、變化系數(shù)（Cv）等地球化學(xué)參數(shù)來(lái)闡明和討論1∶5萬(wàn)水系沉積物地球化學(xué)特征及規(guī)律. q為該地區(qū)元素含量平均值與中國(guó)水系沉積物中該元素背景估計(jì)值之比；Cv=S/X，可衡量各元素分布的均勻程度［6-7］.

2.2.1 元素的含量特征

雞冠山地區(qū)Au、Ag、Pb、Mo、W、Bi等6種元素的富集系數(shù)大于1（表2），說(shuō)明區(qū)內(nèi)水系沉積物中這些元素含量與中國(guó)水系沉積物背景相比，均發(fā)生了不同程度的富集.其中Ag、Pb元素的富集系數(shù)可達(dá)2以上，表明這2種元素富集最為強(qiáng)烈.Cu、Zn、Sn、As、Sb、Co、Ni等7種元素的富集系數(shù)小于1，說(shuō)明區(qū)內(nèi)水系沉積物中這些元素含量發(fā)生了不同程度的分散.

表2 雞冠山地區(qū)水系沉積物測(cè)量參數(shù)統(tǒng)計(jì)Table 2 Statistics of stream sediment parameters of Jiguanshan area

從變化系數(shù)（Cv）看，Au、Ag、Pb、Mo、W、As、Sb、Bi、Ni等9種元素的變化系數(shù)大于1，表明上述元素在本區(qū)的分布極不均勻；Cu、Zn、Sn、Co等4種元素的變化系數(shù)較小，說(shuō)明Cu、Zn、Sn、Co元素含量在測(cè)區(qū)內(nèi)分布相對(duì)較均勻，沒(méi)有較大的起伏變化.

綜合表2可看出，Au、Ag、Pb、Zn元素?cái)?shù)據(jù)離散程度大，富集系數(shù)大，說(shuō)明局部富集成礦的可能性較大，在該區(qū)以后的地質(zhì)勘查工作中應(yīng)著重開(kāi)展金銀鉛礦的找礦工作，極有可能找到具有開(kāi)發(fā)價(jià)值的金銀鉛鋅銀多金屬礦床.

2.2.2 單元素的異常分布特征

（1）單元素異常的圈定與評(píng)序

先利用T=X+2S計(jì)算異常下限的參考值，再根據(jù)本地區(qū)的地質(zhì)和礦化特征，確定異常下限，據(jù)此圈定異常（表3）.全區(qū)共圈出單元素異常373個(gè).

表3 單元素異常下限及異常數(shù)量一覽表Table 3 The single-element abnormalities and lower lim it

（2）單元素的異常分布特征

Au元素：全域表現(xiàn)出背景和高背景特征，高值區(qū)集中分布于調(diào)查區(qū)的南部松樹(shù)溝一帶（詳見(jiàn)圖2）.總體上，Au元素異常主要在古元古代遼河群地層、印支和燕山期的中酸性侵入巖中呈不均勻分布.這種不均勻性是Au元素的一個(gè)突出的地球化學(xué)特征，說(shuō)明區(qū)內(nèi)Au成礦作用較強(qiáng)，具有多源多期次疊加的成礦特點(diǎn).調(diào)查區(qū)中部Au異常較好，異常呈北東及北西向展布，異常面積較大，強(qiáng)度較高，異常高值主要分布于礦區(qū)的南部，最高可達(dá)4034×10-9，與斷裂構(gòu)造密切相關(guān)，有較好的找礦前景.另外，本區(qū)已發(fā)現(xiàn)有田家溝金礦點(diǎn)，其礦床類(lèi)型主要為重熔-同熔巖漿熱液型，與金礦伴生或共生的有Fe、Cu、Pb、Zn、Mo等多種成因類(lèi)型的礦床組合.該地區(qū)是石廟子礦帶內(nèi)主要的金礦集區(qū).

Ag元素：與Au元素略有不同，全域表現(xiàn)出低背景和高背景特征.高值區(qū)主要集中于3個(gè)部位.一是單家河一帶，高值區(qū)長(zhǎng)軸呈北北東向片狀展布，處于古元古代遼河群與中酸性侵入巖的接觸帶上；二是在西關(guān)家溝一帶，處于遼河群地層出露區(qū)，且斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，與之關(guān)系密切；三是在石棚溝一帶，處于遼河群與中酸性侵入巖的接觸帶上.而低值區(qū)主要分布在調(diào)查區(qū)東北部.

Cu元素：在全域表現(xiàn)出背景和高背景特征.高值區(qū)呈小面積、孤島狀相對(duì)集中分布于西吳家溝一帶，處于遼河群地層出露區(qū).總體上強(qiáng)度較低，最大值達(dá)103×10-6.低背景及低值區(qū)集中大面積分布于北部.

圖2 雞冠山地區(qū)水系沉積物測(cè)量Au地球化學(xué)圖Fig.2 Geochemical map of stream sediment for Au in Jiguanshan area

Pb元素：總體上與Cu相似.但其南部高值區(qū)分布面積較大，最大達(dá)7.47 km2，強(qiáng)度較高，為18 460×10-6，處于石炭系與古元古代遼河群地層接觸帶上.而低值區(qū)則分布在調(diào)查區(qū)北部遼河群里爾峪組和混合花崗巖出露區(qū).

Zn元素：不同于Cu、Pb，總體上顯示出背景特征.但高背景、高值區(qū)仍與Cu、Pb基本一致，只是高值區(qū)面積大，最大可達(dá)8.30 km2；而低值區(qū)分布則與Pb基本一致，分布在調(diào)查區(qū)北部遼河群里爾峪組和混合花崗巖出露區(qū).

Ni、Co元素：在區(qū)內(nèi)分布基本一致，總體以低背景、高背景相間無(wú)規(guī)律分布.高值區(qū)分布局限，面積??；在南部遼河群地層出露區(qū)則相對(duì)集中且面積較大.而在花崗巖分布區(qū)呈低背景特征.

W、Sn、Mo、Bi元素：在空間上的分布特征基本一致.調(diào)查區(qū)花崗巖體出露區(qū)為背景值分布區(qū)，遼河群地層出露區(qū)以背景、高背景分布為特征，局部出現(xiàn)孤島狀高背景或高值區(qū).以上特點(diǎn)充分反映了W、Sn、Mo、Bi元素的一般地球化學(xué)特征，具有相似的或相近的地球化學(xué)性質(zhì)，即該組高溫元素組合與酸性侵入巖關(guān)系密切的正常規(guī)律性，且一致性較好.

As和Sb元素：二者分布較為相似，全域表現(xiàn)出背景、高背景特征.高值區(qū)分布局限，面積較大，處于遼河群地層出露區(qū).而在花崗巖分布區(qū)呈低背景特征.

2.2.3 元素組合特征

元素的組合關(guān)系可以反映一定的地質(zhì)、地球化學(xué)環(huán)境.為顯示元素之間的相關(guān)關(guān)系，對(duì)調(diào)查區(qū)全部分析數(shù)據(jù)進(jìn)行R型聚類(lèi)分析（見(jiàn)圖3）.

（1）距離系數(shù)0.3水平上，可分為4類(lèi)元素組合.

第一類(lèi)：W、Sn、Mo、Au單獨(dú)存在，一定程度上反映其礦化類(lèi)型；

第二類(lèi)：Cu、Co、Ni、Zn組合，反映高溫?zé)嵋夯顒?dòng)特征；

第三類(lèi):Ag、Pb、Bi組合，反映中高溫?zé)嵋夯顒?dòng)特征；

第四類(lèi):As、Sb組合，反映基性火山巖分布特征.

圖3 聚類(lèi)分析圖（全區(qū)）Fig.3 Cluster analysis of the whole area

（2）在距離系數(shù)0.5水平上又可分為2類(lèi)元素組合.

第一類(lèi):Zn、W、Sn、Mo、Au均單獨(dú)存在，相關(guān)性較差，一定程度上反映其礦化類(lèi)型以及多期成礦作用；

第二類(lèi):As、Sb、Ag、Pb、Bi、Cu、Co、Ni等組合，反映基性火山巖或基性巖脈集中分布特征.

依據(jù)R型聚類(lèi)分析結(jié)果，本次研究共劃分Ag-Pb-Bi組合異常14處，Cu-Co-Ni組合異常16處，As-Sb組合異常7處.

Ag-Pb-Bi組合異常：主要分布在調(diào)查區(qū)的南部，異常沿近東西向或北西向展布，出露地層主要為古元古代遼河群地層.異常區(qū)內(nèi)有多個(gè)已知鉛鋅礦點(diǎn)，異常規(guī)模較大，強(qiáng)度較高，濃集中心不明顯.

Cu-Co-Ni組合異常：主要分布在調(diào)查區(qū)的南部，異常沿北東或北西向展布，受構(gòu)造斷裂影響，出露地層主要為遼河群地層，少量出露于燕山期的中酸性侵入巖中.異常區(qū)內(nèi)有已知銅礦點(diǎn)，異常規(guī)模較大，強(qiáng)度較高，有一定的濃集中心.

As-Sb組合異常：主要分布在調(diào)查區(qū)的南部和北部，異常沿北東或北西向展布，受構(gòu)造斷裂影響，出露地層主要為遼河群地層.依據(jù)組合異常圖可見(jiàn)，As和Sb相關(guān)性較好，異常形態(tài)類(lèi)似.異常規(guī)模較小，強(qiáng)度較高，有一定的濃集中心.

2.2.4 組合異常特征

（1）組合異常圈定

在單元素異常圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)異常性質(zhì)、組合特征以及異常所處的地質(zhì)背景、成礦地質(zhì)條件等因素圈定組合異常.調(diào)查區(qū)共圈出組合異常15個(gè).詳見(jiàn)圖2.

（2）組合異常評(píng)序

∑NAP值評(píng)序：計(jì)算出各組合異常的∑NAP值，按∑NAP＞400、400～300、300～200、200～100、100～50、＜50分6個(gè)組，分別得6、5、4、3、2、1分.需要說(shuō)明的是，在組合異常的圈定時(shí)，如果只圈進(jìn)了某種元素的1/2或1/4時(shí)，計(jì)算∑NAP值時(shí)，只能計(jì)算該元素NAP值的1/2或1/4.

濃度分帶評(píng)序：以單元素異常的一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)濃度分帶，分別得1、2、3分.

異常元素種數(shù)評(píng)序：按組合異常中單元素種數(shù)（n），分別得n分.

成礦地質(zhì)條件評(píng)序：按組合異常的區(qū)域地質(zhì)成礦條件（地層、侵入巖、構(gòu)造、礦產(chǎn)）的優(yōu)劣情況給分，成礦地質(zhì)條件極有利者得9分，有利者得6分，一般者得3分，差者得1分.

根據(jù)以上參數(shù)對(duì)綜合異常進(jìn)行打分、名次排序，名次越靠前者，找礦意義越大，評(píng)序結(jié)果見(jiàn)表4.

3 找礦遠(yuǎn)景區(qū)劃分

在水系沉積物組合異常評(píng)序及對(duì)主要異常解釋、推斷的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)條件、路線(xiàn)地質(zhì)調(diào)查和礦點(diǎn)檢查，圈定具有一定找礦潛力的遠(yuǎn)景區(qū)3處，其中以金為主的遠(yuǎn)景區(qū)2處，以鉛鋅為主的遠(yuǎn)景區(qū)1處.

3.1孫家堡子金成礦遠(yuǎn)景區(qū)

遠(yuǎn)景區(qū)位于研究區(qū)的中南部，為Hs-11異常.異常帶長(zhǎng)約20 km，寬約6 km，呈北西向帶狀展布，面積約98 km2，受構(gòu)造斷裂影響，出露地層主要為古元古代遼河群地層.該區(qū)主要成礦元素為Au、Ag、Pb，有多處濃集中心，多處于斷裂處或侵入巖體附近.伴生元素較為平緩.

3.2 陶家隈子金成礦遠(yuǎn)景區(qū)

此遠(yuǎn)景區(qū)位于研究區(qū)的中部地區(qū)，為Hs-10異常.異常帶長(zhǎng)約13 km，寬約3 km，呈近東西向帶狀展布，面積約42 km2，出露地層為遼河群.該區(qū)與孫家堡子金成礦遠(yuǎn)景區(qū)相近，主要成礦元素為Au、Ag、Pb，具有多處濃集中心，多處于斷裂處或侵入巖體附近.伴生元素較為平緩.

3.3 關(guān)家堡鉛鋅成礦遠(yuǎn)景區(qū)

此遠(yuǎn)景區(qū)位于研究區(qū)的南部，為Hs-9異常.異常帶呈面狀展布，面積約16 km2.出露地層為古元古代遼河群，被后期燕山期的中酸性侵入巖及混合花崗巖侵入，形成成礦的有利條件.該區(qū)主要成礦元素為Pb、Ag、Au、Zn，伴生Co、Bi等，其中Pb、Zn異常具有一定濃集中心，異常面積大（圖4），元素組合多樣，強(qiáng)度較高，沿?cái)嗔褬?gòu)造帶分布.

表4 組合異常評(píng)序表Table 4 The ranking of composite abnormalities

4 結(jié)論

（1）雞冠山地區(qū)Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Bi等元素水系沉積物異常分布明顯.Pb、Zn、Ag、Au異常規(guī)模大、套合好，多富集在遼河群地層與中酸性侵入巖接觸帶上，且元素異常受斷裂構(gòu)造控制明顯.以金為主的異常濃集中心和異?？臻g分布明顯受北西向和近東西向斷裂控制；以鉛鋅為主的異常濃集中心和異?？臻g分布明顯受北東向斷裂控制.

（2）在雞冠山地區(qū)，應(yīng)用水系沉積物地球化學(xué)測(cè)量可以快速縮小找礦范圍，圈定找礦遠(yuǎn)景區(qū)，為地質(zhì)找礦提供直接、可靠的找礦信息.

圖4 關(guān)家堡鉛鋅成礦遠(yuǎn)景區(qū)Hs-9異常剖析圖Fig.4 Analytical map for the Hs-9 abnormalities in the Guanjiapu Pb-Zn mineralization prospect area

（3）根據(jù)水系沉積物測(cè)量成果，優(yōu)選出了Hs-11金銀鉛元素富集區(qū)代表的孫家堡子金成礦遠(yuǎn)景區(qū)、Hs-10金銀鉛元素富集區(qū)代表的陶家隈子金成礦遠(yuǎn)景區(qū)和Hs-9鉛銀金鋅元素元素富集區(qū)代表的關(guān)家堡鉛鋅成礦遠(yuǎn)景區(qū)，為今后在該區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步地質(zhì)找礦工作打下了良好基礎(chǔ).

［1］遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)局.遼寧省區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京：地質(zhì)出版社,1989．

［2］張廣宇，歐陽(yáng)兆灼.遼東-吉南成礦帶成礦規(guī)律及找礦方向［J］.地質(zhì)與資源,2013,22（5）:376—382．

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［5］羅先熔.勘查地球化學(xué)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社,2007．

［6］李玉芹，沈恒麗，王學(xué)貞.都蘭地區(qū)水系沉積物測(cè)量地球化學(xué)特征及找礦預(yù)測(cè)［J］.礦物學(xué)報(bào),2011,31（3）:615—620．

［7］夏祥標(biāo)，鄭來(lái)林.普遲亞地區(qū)水系沉積物測(cè)量地球化學(xué)特征及找礦方向［J］.物探與化探,2009,33（6）:18—21,26.

GEOCHEMISTRY OF STREAM SEDIMENT AND METALLOGENIC PROGNOSIS OF JIGUANSHAN AREA,LIAONING PROVINCE

LI Wei-wei1,2,GAO Zhong-hui2,PEI Shi-jun2

1.College of GeoExploration Science and Technology,Jilin University,Changchun 130026,China; 2.Liaoning Institute of Geological and Mineral Resources,Shenyang 110032,China

On the basis of the stream sediment survey in 1∶50000 scale,the geochemical characteristics of Jiguanshan area in Liaoning Province are tentatively analyzed.Study on the distribution of elements,single element abnormity,relativity of elements and assemblage of anomalous elements shows that the method of geochemical stream sediment survey in eastern Liaoning is effective.As the result,three Au-Ag-Pb-Zn ore prospective areas are forecasted.

stream sediment;ore prospective area;Jiguanshan area;Liaoning Province

1671-1947（2015）02-0110-07

P595

A

2014－08－13；

2014-10-28.編輯：張哲．

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目“遼寧省雞冠山地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查”（1212011220480）.

李崴崴（1987—），女，在職碩士研究生，從事有色金屬、貴金屬礦產(chǎn)普查與勘探工作，通信地址遼寧省沈陽(yáng)市皇姑區(qū)北陵大街29號(hào)（北門(mén)），E-mail//654683380@qq.com