滇西南澜沧江带官房铜矿地质特征与成矿模式.docx

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滇西南澜沧江带官房铜矿地质特征与成矿模式

滇西南澜沧江带官房铜矿地质特征与成矿模式

摘要

官房铜矿床属于滇西南澜沧江火山弧成矿带北端的云县段,是全球特提斯构造成矿域的一部分。

区内主要赋矿地层为上三叠统小定西组(T3x)基性火山岩和中三叠统忙怀组上段(T2m)流纹质火山岩。

气孔杏仁玄武岩、钾玄岩和粗玄岩及其火山角砾岩具有效孔隙较高,渗透性强的特点,且层间破碎带发育,为成矿流体提供了良好的运移通道和聚集空间。

深大断裂、岩浆通道是深部成物质上侵的通道;成矿物质为深部物质及热水所经过的地层浸取出来的物质组成。

矿体以似层状、透镜状、囊状或陡倾脉状,单层或多层,平行或斜列式产出,展现出“楼-梯”分布格局,脉状矿体切割地层。

金属矿物主要有黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿、方铅矿;脉石矿物主要有斜长石、绿泥石、石英、方解石,含少量辉石、磷灰石、绿帘石和沸石等。

矿床类型为与火山-岩浆侵入有关的中-低温热液型铜多金属矿床。

综合考虑大地构造背景、区域地层构造、矿体地质特征、成矿物质来源和成矿因素确定出成矿模式。

矿床中产出铜、铅、锌、银等矿。

关键字:

滇西南铜矿火山岩断裂构造成矿物质

 

GeologicalcharacteristicsandmetallogenicmodelofguanfangcopperdepositsinLancangjiangregion,SouthwestYunnanprovince,China

ABSTRACT

GuanfangcopperdepositbelongstotheLancangRivervolcanicarcmetallogenicbeltinthenorthernendofYunCounty,SouthwestYunnanprovince,ispartoftheglobalTethyanmetallogenicdomain.Themajorore-bearingstrataoftheUpperTriassicxiaodingxiformation(T3x)maficvolcanicrocksandtheMiddleTriassicManghuaiupside(T2m)rhyoliticvolcanic.Stomaalmondbasalt,shoshoniteandtrachybasaltandvolcanicbrecciahaveahighereffectiveporosity,permeabilitycharacteristics,anddevelopsdinterlaminarfracturezone,toore-formingfluidprovidesagoodmigrationpathwaysandaccumulationofspace.Deepfaults,magmaconduitarepassageofthedeepmaterialinvaded;metallogenicmaterialismineralsubstancesandwaterindeepstratathroughwhichleachoutofthematerialcomposition.Theorebodiesarequasilaminate,lenticular,saccateorsteeplydippingnervation,singleormulti-layer,parallelordiagonalrow-styleoutput,show"floor-Ladder"distributionpattern,veinorebodycuttingtheformation.Majormetallicmineralsarechalcopyrite,bornite,pyrite,galena;Ganguemineralsaremainlycomposedofplagioclase,chlorite,quartz,calcite,containingasmallamountofpyroxene,apatite,epidoteandzeolite.TypeofdepositistheMedium-lowtemperaturevolcano-magmaintrusionrelatedhydrothermalcopperpolymetallicdeposit.Consideringthetectonicsetting,regionalstratumstructure,orebodygeologicalfeatures,metallogenicmaterial’ssourcesandmetallogenicfactorsthatdeterminesthemetallogenicmodel.GuanfangcopperdepositOutputsCu、Pb、Zn、Agandotherminerals.

KEYWORDS:

SouthwestYunnanprovincecopperdepositVolcanicrockfracturestructuremetallogenicmaterial

第1章绪论

1.1毕业论文实习课题任务目的

论文课题来源:

本科生毕业实习,导师项目。

任务目的:

在前期地质勘探研究的基础上,个人独立实际操作,查明官房铜矿床的矿区交通、环境、地质情形。

通过地表踏勘和矿井井下观察研究,查明官房铜矿床地质特征、简要地球化学物理特征,矿体的形态、产状和矿石类型、组分,进一步认识矿床成因和赋存状态,分析研究矿床的成矿模式。

1.2官房铜矿研究状况总结

官房铜矿现存有数个老硐和冶炼厂,都为解放前遗物。

从1959年到1995年云南省地质局第十七、四、三地质队先后对官房铜矿区域进行钻探工程、坑道工程、地表工程等的地质矿产工作,完成《官房铜矿点地质普查评价报告》和《云县官房铜矿区复查评价暨以北玄武岩诸矿点普查报告》。

1965年和1977年云南省地质局第一区测队区域地质测量,提交了1:

20万景东幅《区域地质调查报告》。

并完成化探和重砂测量(1:

20万),遥感工作(1:

100万)。

以上工作除主要的对向阳山片区的露头进行了详查,其他区域和向阳山内部并未做详细勘察。

中南大学地质所刘继顺教授和张洪培博士于2002年12月被邀请进入官房铜矿,进行实地研究分析,接着向云南省科技厅成功申请了《澜沧江火山弧云县段铜银矿带找矿预测与增储研究》,中南大学地质所和江天矿冶有限责任公司参与研究和完成。

贵州有色物化探总队于2003年底至2005年年底内在中南大学的指导和帮助下,对栗树至官房48km2的区域进行地质详查,完成了本区域的地质填图、化探物探,中南大学实施了电磁测深的物探工作。

2004年5月28日完成《云南省云县官房-大麦地铜矿地质勘查报告》。

2005年10月完成《云南省云县官房-栗树铜矿地质勘查报告》。

中南大学张彩华博士因2002年的省院校合作项目于2004年2月份挂职于江天公司官房矿区,经过中南大学的指导和帮助,对矿区进行了矿产勘查和研究。

经过三年的实地研究总结,于2007年发表了《澜沧江火山弧云县段铜矿床地质特征、成矿模式与找矿预测》博士论文,进一步探究了官房铜矿床的矿床性质。

后刘德利博士进入官房铜矿床进行实地研究工作,于2008年发表《澜沧江火山岩带官房铜矿区矿床地球化学与成矿模式》博士论文,从地球化学方面探讨官房铜矿床的成矿原因和成矿模式与找矿预测。

经过一系列的勘察,使得官房铜矿床得以从小型矿床达到大中型矿床规模,学术层面上总结出了区域成矿因素和矿床地质特征,矿床模型,通过矿床地球化学研究,总结出了成矿物质来源和特殊矿物银的赋存特性。

这些成果将对未来的矿区研究提供重要的参考资料。

1.3实习工作过程和成果

在矿区,实习主要工作成果为:

序号

项目

单位

数量

1

手标本鉴定

16

2

野外踏勘

3

3

矿点岩性点观察

7

4

钻孔岩心编录

260

5

矿井坑道编录

70

6

野外地质构造素描图

1

7

野外照片

22

8

岩矿光片鉴定

8

9

岩矿薄片鉴定

12

10

显微照片

10

11

室内绘图

6

第2章区域成矿地质背景

官房铜矿床所在区域为滇西南三江地区澜沧江火山弧成矿带上(图2-1)。

本区发生有印支、燕山和喜马拉雅三期次主要地质运动,发生多期强烈的火山和岩浆侵入活动,造成区内岩石成分复杂。

本区域有众多的铜、铅、锌、银、锡等金属矿床(点)。

2.1大地构造背景

滇西南三江地区位于青藏高原,印支地块,华南板块,印度板块之间。

区内有澜沧江、怒江和金沙江-哀牢山三条板块缝合线。

官房铜矿位于澜沧江深大断裂带及附近区域,兰坪-思茅微板块和滇藏微板块之间形成澜沧江断裂。

澜沧江火山岩带南段,由昌宁-孟连石炭-二叠纪火山岩带和云县-景洪二叠-三叠纪弧火山岩带组成,火山岩的构造-岩浆格局及其与特提斯演化的关系为:

昌宁-孟连晚古生代洋脊/准洋脊型火山岩、蛇绿混杂岩带代表古特提斯的主支——澜沧江洋的残迹,其东侧的以印支期(T2-T3)为主的临沧花岗岩体以及云县-景洪二叠-三叠纪弧火山岩带,是与其相配置的岩浆弧,它们记录着特提斯的历史轨迹[1]。

澜沧江火山岩带位于云县北部地区向南延伸到勐腊、景洪的火山岩区域(图2-1)。

三叠纪弧火山岩系和二叠纪火山岩系在区内产生露头。

三叠纪弧火山岩(忙怀组-小定西组-芒汇河组)最大厚度可达8000m,与沿澜沧江带形成的三叠纪大规模的花岗岩体,组成澜沧江构造-岩浆带[1,2,3,]。

2.2区域地层

本区从早到晚分别有前寒武纪基底、晚古生代至中生代火山-沉积岩系和中生界红层。

元古界和下古生界的变质岩发育,二叠-三叠系的弧火山岩系,中新生代的海相递变形成的碎屑岩(图2-1)。

南澜沧江弧火山岩西部、澜沧江缝合带的西侧产生澜沧江变质带露头,露头地层为崇山群和澜沧群,东部和中部没有变质带。

缝合带东部,景东北部形成兰坪盆地,地壳构造较为复杂,为杨子板块的西南延伸部分;南部形成思茅盆地,地壳结构简单,呈双层,刚性变质性基底上有古生代的沉积,变质性基底为中-深变质岩,可能是中-晚元古代[4](图2-1)。

晚元古代的崇山群与澜沧群变质性基底岩系。

变质原岩大部分是碎屑岩,有部分中-基性火山岩、碳酸盐岩沉积岩。

图2-1南澜沧江带区域地质略图(据李兴振等,1999,有改动)

1-洋脊/洋岛型玄武岩;2-超镁铁岩;3-钾质/钠质弧火山岩;4-花岗岩;5-被动边缘半深水-深水相;6-主动边缘(浊积岩)弧前斜坡相;7-洋盆深水相;8-半深水-深水相;

9-浅水碳酸盐台地;10-前泥盆系地层,11-前寒武系基底,12-T3-Q地层

晚古生代火山-沉积岩系为一套洋脊/准洋脊玄武岩、洋岛型碱性玄武岩和碳酸盐岩组合。

泥盆系(D):

一套浅变质的夹凝灰岩层的碎屑岩及生物灰岩组成。

下石炭统(C1):

海相火山岩沉积层。

主要有石英质、橄榄质、碱性的玄武岩、玄武质凝灰角砾岩和凝灰岩、含硅质生物碎屑岩等。

中石炭统到二叠系(C2-P):

含生物碎屑灰岩、灰岩和白云岩组成岩层,含大量生物化石,整合接触于下石炭统之上。

二叠系有类复理石韵律发育。

未发现三叠系下统,南澜沧江沿岸发现中上统火山活动沉积岩系列。

中三叠统忙怀组(T2m):

酸性火山岩沉积的地层。

由紫红色流纹质角砾状凝灰岩、流纹斑岩、石英斑岩、凝灰页岩、页岩组成。

可见三个喷发旋回。

此岩层熔岩和火山碎屑岩极多,沉积岩极少。

上三叠统小定西组(T3x):

基性火山岩沉积地层。

火山岩主要有粗玄岩、(高钾)玄武岩和玄武质火山碎屑岩。

紫灰色凝灰质砂岩、硅质岩、页岩组成沉积岩。

本地层的厚度在在发现区域都大于2000m。

中侏罗统花开左组(J2h):

海陆相交叉作用形成的沉积岩系,红色,厚度千米左右,与三叠统小定西组不整合接触,超覆。

自下而上岩层岩石粒度由粗变细,岩石为岩屑石英杂砂岩、灰紫色粉砂岩、灰白色块状硅质细粒石英砂岩、粉砂质泥岩、钙质砂岩与浅灰黄色钙质石英砂岩。

中生界红层见于兰坪-思茅盆地西缘。

下白垩统景星组(K1j):

岩性和中侏罗统相似,都是含红色的各类砂岩。

第三系发现区域小,零散出现在新生代时期的山间断陷盆地中,砂泥质碎屑岩为主。

河湖运动期形成,呈河湖相。

第四系主要在盆地和河谷发育,厚度较小。

2.3区域构造

三江地区区域构造复杂多样,通过不同演化,使得陆壳成分有所不同。

据地层岩层性质、生物化石研究、岩浆入侵和变质活动及等资料,构造运动开始于可中元古代的晋宁运动。

加里东运动拉张地壳,发生裂陷作用,在裂陷中形成沉积,后上升为陆表。

华力西运动是三江地区古地理、古构造演化的重要时期。

印支运动期为火山时期。

使得三叠统与它下面地层发生假整合和不整合,因火山活动使得沉积不连续。

运动后期使得云南怒江以东大片区域形成整体。

印支期之后,怒江以东广大地区进入短暂的平静期。

喜马拉雅运动早期阶段继承前期构造运动。

拉张、裂陷作用形成兰坪-思茅盆地。

印度大陆和欧亚大陆的互相碰撞,使得滇西发生挤压走滑、褶皱造山运动。

断裂构造为区内最为发育。

褶皱为基础,NNE、SN向断裂为骨干,骨干断裂为怒江断裂带、澜沧江断裂带和金沙江-哀牢山断裂带,尤其是澜沧江深断裂,和其附近的拿鱼河断裂和张导山复向斜成为主要的导矿容矿构造。

1、澜沧江深大断裂

此断裂是一个巨型的逆冲推覆韧性剪切带。

方向由西向东,它具有较深构造层次、构造作用的韧性剪切带的性质,断裂带中发育一条糜棱岩带,规模大,形成一无根花岗岩推覆体。

澜沧江河谷发育一条喜马拉雅期产生的次生的呈现弧形弯曲的走滑断裂,断面直立。

澜沧江深大断裂的演化周期长,构造极为复杂,大致沿澜沧江呈南北向的“S”形。

基底为向西倾斜的逆断层,地面部分位于澜沧江西岸,由多条近于平行的主断裂及其间的破碎带组成,向北延入西藏。

断层层面主要西倾陡倾,局部近直立。

断裂西盘由北到南分别是崇山群和澜沧群,南部地区Sm-Nd测年法测定的年代显示409.8±23Ma[5]。

断裂带西侧发育印支期花岗质和辉长岩类的岩基。

断裂带东盘地层跨度为中生代红层到二叠系火山岩。

中晚三叠世发育了受断裂控制的超厚的火山岩,数百公里长。

断裂带周围构造变形带发育和变质作用强烈。

在断裂带两侧发育有糜棱岩带、构造片(麻)岩带,片理化强烈。

断裂两侧长发育次级断裂和褶皱。

2、拿鱼河断裂

位于澜沧江断裂西侧的压性断裂,沿拿鱼河呈南北向延伸。

三叠系地层中产出。

断裂中有糜棱岩化、擦痕镜面、片理化的压碎构造的角砾岩带。

南北段倾角都为60多度;南倾向东北倾向西,南段发生弯曲扭动。

3、张导山复向斜

位于澜沧江断裂东侧,所包含地层床上到下为侏罗、三叠和白垩统。

向斜略弯曲,轴向为340°~0°~350°。

西翼倾角25°~50°;东翼倾角7°~25°;显示为轴面西倾的两翼不对称平缓向斜。

2.4岩浆岩

澜沧江岩浆带受到断裂控制,岩浆活动从印支运动开始到喜马拉雅运动都强烈[6,7]。

火山活动中心沿澜沧江断裂分布,晚古生代至新生代岩浆活动所形成的岩浆岩主要出现在澜沧江断裂带区域,呈南北向狭长发育。

晚古生代的岩浆作用产物——玄武岩,经变质作用构成基底。

临沧-勐海花岗岩带的主体是印支期的“S”型花岗岩。

经过发现的火山岩,本时段岩石可厚1400-5000m,或者更高。

燕山期岩浆活动使得中酸性岩浆沿澜沧江深断裂带上侵,形成小岩体,主要有花岗闪长岩、花岗岩、闪长岩等,主要发生在燕山期中晚期[8]。

晚古生代的岩浆活动发生于拉张的构造背景下,形成块状硫化物矿床和热液型矿床,主要矿产是铅、锌、银、铜矿。

至中生代,区域岩浆活动强烈,形成大量的热液的斑岩型的铅、锌、铜、贵金属矿床,产出部分稀有金属。

新生代的碱性岩在兰坪-思茅盆地呈小规模发育,中富含轻稀土元素(LREE)、亲氧元素(LILE)和高场强元素(HFSE)[9],主要影响脉状黝铜矿床的形成。

第3章官房铜矿地质特征

矿床位于云南省临沧市云县县城145°方向,平距约50km,矿区面积约20km2。

经过十多年的发展,现已有成熟的理论研究成果和丰厚的矿山效益。

3.1地层背景概况

官房铜矿地处南澜沧江火山弧带北端的云县段,澜沧江深大断裂和拿鱼河断裂之间的聚合部位(图3-1)。

矿区火山岩主要为中生代的岩浆活动产生,含矿岩系层位为三叠统小定西组(T3x)。

小定西组(T3x)不整合伏于中侏罗花开左组(J2h)之下,不整合覆于中三叠组忙怀组(T2m)之上。

小定西组细分为三段六个亚段,发现五个重要的喷发旋回,见于表3-1。

表3-1矿区地层特征

地层

层序

岩性

备注

第一段第一亚段

T3x1-1

顶部为紫红色斑状、气孔状、杏仁状玄武岩和部分角砾岩;中部为青灰色块状玄武岩夹灰色、灰白色凝灰质砂岩;下部岩性为青灰色层状玄武岩、砖红色凝灰岩,中夹火山角砾岩和辉绿岩脉

320m

第一段第二亚段

T3x1-2

上部为紫灰色块状、气孔状玄武岩,局部见火山集块岩(图版I-1);下部为青灰色巨厚层状玄武岩

320m

第二段第一亚段

T3x2-1

主要为青灰色致密块状玄武岩,顶部是紫灰色气孔状、块状玄武岩;下部局部夹紫色泥质板岩,

460m

第二段第二亚段

T3x2-2

顶部为浅灰绿色色、灰紫红色杏仁状玄武岩;中下部为紫灰色、青灰色玄武岩

666m

本区似层状矿体赋矿层位

第二段第三亚段

T3x2-3

顶部为灰紫红色杏仁状玄武岩、紫红色玄武质角砾凝灰岩,含气孔状玄武岩;下部为灰白色、青灰色块状玄武岩

第三段第一亚段

T3x3-1

灰色块状玄武岩夹紫红色角砾状凝灰岩和凝灰质粉砂岩

153m

忙怀组上段

T2m

主要为高钾流纹质火山岩和火山碎屑岩。

在矿区地表很少出露,主要见于钻孔。

岩性主要为紫红色流纹质角砾岩、角砾凝灰岩,顶部以一层厚3~10m的紫红色凝灰质砂岩、页岩

图3-1南澜沧江带官房铜矿区域地质略图(据1:

20万景东幅修改)

K1n-白垩系南星组;K1j-白垩系景星组;J2h-侏罗系和平乡组;T3x-三叠系上统小定西组;T2m-三叠系中统忙怀组;P1-二叠系上统;1-花岗岩岩体;2-闪长岩岩体;3-不整合接触界线;4-铜矿床(点);5-地质界线和岩层产状;6-断层;7-研究区;8-河流

3.2构造

澜沧江深大断裂在矿区有从南北向突然改变为近东西向的次级断裂形态,矿区可能存在东西向隐伏深断裂或者隐伏闪长岩岩体产生的环形断裂。

平行于澜沧江断裂的主要次级断裂为拿鱼河断裂。

矿区受澜沧江和呈东西向的深部隐伏断裂以及可能存在的隐伏闪长岩岩体侵位等因素控制。

有SN向、NE向、NWW向及EW向四组发育强烈的次级断裂,形成环状和放射状形态特征,控制区内矿体。

NWW、NE和SN向3组断裂与成矿关系密切,官房矿区主要断裂特征见表3-2。

实地踏勘详细观察断层为南信河断层(图3-2),左侧为上升盘,断层破碎带宽1~2m,位于山坡上,延伸长大约1000m以上。

破碎带中和破碎带近处含有透镜状灰绿色带黄色孔雀石矿体,含有大量孔雀石和黄铁矿黄铜矿。

孔雀石矿体周围碳酸盐化发育,节理发育,有大量褐铁矿、方解石,可见绿泥石。

向阳山向斜为不对称向斜,是张导山复式向斜的次级褶皱。

范围包含整个官房和南信河地区。

向斜所含地层是三叠纪的小定西组。

枢纽北东向20°~30°,两翼表现为北西缓南东陡,轴面向北西翼方向倾斜。

向斜中的层间破碎带和节理裂隙带也成为矿区的控矿和容矿构造。

图3-2官房铜矿区南信河断层素描图

表3-2官房铜矿区主要断层特征表(据张彩华,2007)

组别

编号

位     置

产      状

性 质

断  层  描  述

南北向

F5

上官房以南的罗房河中

北段120°∠84°中南段80°~100°

∠84°

压扭性断层

断层破碎带宽2~3m,片状、透镜状角砾,硅化强烈,断面沿走向为平缓波状,参差状,见水平擦痕。

北东向

F6

南坎河-南坎丫口-曼郎丫口

347°~300°

∠60°~86°

压扭性断层

断层破碎带宽2~5m,南西段蚀变为片理化、具弱硅化,断面呈起伏波状延伸,见直立和水平擦痕。

北段角砾明显,磨圆度中等,常见铁质氧化物浸染。

F13

岩脚寨以南600m

推测断层向北西倾斜

正断层

节理裂隙特别发育,两盘地层不对称。

在断层南侧有Ⅱ-①和Ⅱ-⑧矿体出露。

可能为成矿构造。

北西向

F2

铜厂至澜沧江河谷一线

80°∠37°~60°

张扭性断层

断层破碎带宽7~8m,角砾不明显,呈透镜状,局部硅化、绿泥石化较强,断面平整光滑,见水平擦痕具左旋扭动特征。

南东段倾角较缓,北西段较陡。

控矿断层之一矿体与断层斜交,南段有Ⅰ-⒁矿体;北段Ⅰ-①、②、③矿体。

F3

铜厂以东400m

倾向北东,倾角52°~67°

正断层

断层破碎带宽1m左右,局部仅有10cm,角砾少见,泥质物充填裂隙,断面较光滑略有弯曲,在南段形成冲沟峡谷。

F8

山南至山脑河一带

40°~30°∠60°~65°

正断层

断层破碎带宽2~3m,角砾带不明显,主要呈交错劈理带,透镜体等,强硅化,断层平整光滑,擦痕清晰。

控矿断层,蚀变强烈部位产出铜铅矿体。

东西向

F7

拿鱼河断裂-小铜山以北

290°~5°

∠63°~87°

压性断层

断层破碎带宽2.8m,角砾呈次园状,断面平整光滑,局部擦痕清晰,并有硅化及铁染。

F12

官房村以北300m

160°~188°

∠54°~81°

正断层

断层破碎带宽0.8~2m,角砾不明显,见有硅化,断面平整光滑。

本区节理有近EW向、近SN、NE向和NW向四组。

(1)近EW向节理(压剪性):

主要为南倾(180°~220°∠60°~85°);少量北倾(0°~20°∠50°~85°)。

节理面平直光滑,形成方解石脉和铜铅矿脉,有长石化。

7~10条/米。

(2)近SN向节理(压剪性):

主要西倾(270°∠70°);少部分东倾(80°~90°∠70°)。

节理5~8条/米,节理面平直光滑。

(3)NE向节理:

大部分的是300°~340°∠70°~80°的产状。

3~5条/米,呈张性的锯齿状、树枝状,泥质充填,裂口一般为10cm左右。

(4)NW向节理(压剪性):

大部分产状是10°~20°∠70°~80°。

密度相对于别的大。

发育于褶皱轴部,有硅化和碳酸盐化,产出脉状铜矿。

3.3岩浆岩

沿澜沧江断裂周边断续发生中酸性岩侵入,大部分产于小定西组火山岩内,呈小岩体、岩脉发育,主要有花岗闪长岩、花岗岩、闪长岩等。

在小定西组和忙怀组中火山岩里常有顺层或切层辉绿岩脉发育。

矿区弧火山岩的东侧发育大量的深成岩,主要为二长花岗岩组成的云县花岗岩体,露头多见。

小定西组的中基性火山岩厚度一千多米。

主要有高钾玄武岩、钾玄岩、安山质粗玄岩、含角砾的凝灰岩,多层火山碎屑岩。

熔岩发育为红顶绿底的旋回;火山岩中夹含着页岩、生物碎屑泥岩、粉砂岩等沉积岩:

少见斜长石斑晶,这些都表现出活动陆缘火山岩的特征[10]。

3.4矿床地质特征

3.4.1矿体特征

矿区有三个矿段:

山南、岩脚-南信河和向阳山(图3-3),主要开采向阳山矿段。

图3-

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