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第十三期青年矿床论坛邀请了中国地质大学（武汉）赵新福教授作了IOCG矿床的报告，赵老师详细回顾了IOCG矿床的概念和争议。会议过程中，大家踊跃留言，赵老师都一一详细作答。本文是对深入理解IOCG矿床不可多得的素材，欢迎大家阅读品鉴。IOCG矿床始于1975年澳洲奥林匹克坝巨型矿床的发现，其概念自上世纪90年代提出后，曾因概念扩大化，导致矿床成因意义不明，既然引发了较大的成因争议。广义的IOCG矿床曾包括了典型的IOCG矿床，kiruna型的IOA矿床（玢岩铁矿），矽卡岩铁铜矿床，碳酸岩相关的铁-稀土矿床等相关的矿床类型。目前学术界已比较明确要将其概念限定在典型（或狭义）的IOCG矿床，其主要特征包括具有磁铁矿或赤铁矿化且具有工业价值铜（和/或金）矿化、具有明显构造控矿，常伴生有强烈的角砾岩化的岩浆热液矿床，并常伴生有不同程度的Ag，REE，U, Co等元素。这类矿床具有广泛和强烈的热液蚀变，早期以钠长石为主（Na化），过渡到磁铁矿-闪石组（Ca-Fe化）和黑云母/钾长石（K化），但矿体与岩浆岩的空间关系不明确。IOA矿床曾一度被当成IOCG矿床富铁的端元，但从全球分布来看其形成时代与IOCG矿床存在明显的区别，两者应该不是过渡的共生关系，而是不同构造体制中的产物。对产于岩体与碳酸盐岩接触带的矽卡岩型铁铜矿床，已有明确的成因意义，不需要套用IOCG的成矿模式。但对于一类产于火山岩中的远端矽卡岩矿床，可能是这两类矿床的中间过渡的产物，这时需要具体分析蚀变程度、构造对成矿的控制以及角砾岩的发育程度，以及外来流体的参与程度，来确定属于哪个矿床类型更好。目前对于IOCG矿床的研究表明，成矿流体具有明显的混合特征，早期磁铁矿阶段具有明显的岩浆流体特点，但在铜硫化物阶段外来流体的混合发挥了重要的作用，这是IOCG矿床区别于其他岩浆热液矿床的一个重要特征。IOCG产于一个十分特殊的构造环境，这类矿床主要形成于早元古代晚期和中元古代早期，需要有一个拉张环境的沉积盆地，叠加有深源岩浆热液的上涌及诱发的巨量流体循环和水岩反应。目前来说，IOCG矿床的研究相对其他岩浆热液矿床还处于起步阶段，很多的成矿过程和细节有待进一步完善。王国光-南京大学 : 赵老师，上帝之指的地球物理异常是由于热液蚀变形成了低阻异常吗？ 回答：“上帝之指”是个形象的比喻，指的是Gawler克拉通地壳在IOCG矿床的产出部位在地震和大地电磁测深剖面中的异常。这种异常被认为是热液蚀变引起的，可参考这篇论文：Heinson, G., Didana, Y., Soeffky, P., Thiel,S., and Wise, T., 2018, The crustal geophysical signature of a world-class magmatic mineral system: Scientific Reports, v. 8, p. 10608.王瑞（地大北京） :IOCG的的岩浆热液到底是从哪里来的？地幔来的热液还是类似斑岩矿床那种岩浆房在浅部地壳流体饱和释放？全球典型IOCG相关的致矿岩体具体什么类型呢，有没有统计。 回答：关于IOCG矿床的岩浆热液目前没有统一的明确观点，在一些矿区没有发现明确的致矿岩体，比较大的可能性是地壳深部的岩浆房冷却过程形成的岩浆热液顺着构造通道上涌的产物，与斑岩铜矿的这种产出环境好像不大一样。目前全球已知与IOCG矿床成矿同时代的岩浆岩往往具有钙碱性的特征，并常常有基性岩墙的共生。王瑞（地大北京） : 赵老师，IOCG矿床是否存在不混溶现象 回答：IOCG矿床暂时没有报道有不混溶的现象出现。461-高严 : 低阻异常一般是电法做出来的吧，磁法应该指示的磁异常 回答：这里地球物理异常是区域尺度的大地电磁测深和重力的数据。黄小文_中科院地化所 : 角砾岩是IOCG成矿的一个附带结果？除了对矿床类型识别有一定指示作用，对成矿流体方面的贡献大吗 回答：热液角砾岩应该是IOCG矿床大规模热液活动的产物之一，类似矿床伴生的热液蚀变。角砾岩可能提供了热液长距离运移的通道，同时在很多时候直接提供了后期赋矿的物理空间。YANG LI (李扬_IGG-CAS) : IOCG是否可以被归类为类似于斑岩矽卡岩的岩浆热液矿床？ 回答：尽管还存在一点争议，但大部分从事IOCG矿床的研究者认为是一种岩浆热液成矿体系，但在铜硫化物阶段存在显著的外来流体参与成矿。 iPhone : IOCG 同期的岩浆作用的岩石类型是什么？回答：IOCG矿床与成矿岩体的空间关系不紧密，从目前已知的典型矿床来说，与成矿同时期主要是钙碱性岩浆岩，但岩性从基性到酸性皆有，在大部分矿区都能见到同期的基性岩墙。 赵葵东 : 角砾岩是断层角砾，还是隐爆角砾？还是其他机制形成？回答：与成矿有关的是热液交流岩，具有隐爆角砾岩的特点，角砾成分复杂，很多时候形成角砾岩筒，但大部分矿区并没有见到角砾岩与岩体的空间联系。应该是大量的热液聚集在地壳的构造薄弱点，骤然减压形成的。 iPhone（2） : 赵老师，IOCG和IOA矿床的成矿构造环境具体有什么区别呢？回答：由于大部分IOCG矿床形成于前寒武纪，对大地构造环境的研究相对还比较薄弱。目前的主流观点是IOCG矿床形成于俯冲作用结束后的拉张环境，南美的安第斯成矿带比较特殊，形成于俯冲阶段的弧后盆地拉张，但从大的构造背景来说具有相似性，拉张的环境导致的交代富集地幔的部分熔融。IOA矿床则主要产于板块俯冲作用阶段，但可能有局部的拉张事件，与斑岩铜矿有点类似。可参考Grove et al. (2010)的综述论文：Groves, D. I., Bierlein, F. P., Meinert, L.D., and Hitzman, M. W., 2010, Iron oxide copper-gold (IOCG) deposits through earth history: Implications for origin, lithospheric setting, and distinction from other epigenetic iron oxide deposits: Economic Geology, v. 105, p. 641-654. CoHuu : 赵老师，IOCG金矿化的赋存形式是什么，是存在硫化物中的显微可见金吗？回答：是的，金主要以显微可见金赋存在贱金属硫化物中。 LeiChen : 这里的角砾岩是什么类型的角砾岩？热液角砾岩，还是沉积或是构造角砾岩？回答：是热液角砾岩，请参考上面对赵葵东老师问题的回答。 jcliu : 赵老师，您好！请问IOCG高温钠化和埋藏变质的低温钠长石化怎么区分？回答：IOCG矿床中的高温钠化是强烈水岩反应的产物，在大部分矿区，原岩的结构和构造可完全改变，无论是沉积岩还是岩浆岩的原岩，最终产物都会形成钠长岩。埋藏变质的低温钠长石化我不太熟悉，我的理解应该也是流体与长石矿物的蚀变反应形成钠长石，但其反应的程度和温度应该与IOCG的蚀变差别很大。 赵葵东 : 区域上都是些基性岩，能否分异出如此大量的岩浆热液流体？回答：我的理解这些基性岩和成矿热液都是深部岩浆房的产物，他们之间类似兄弟关系，而非父子关系。正因为成矿热液来源比较深，在一些赋存围岩为沉积岩的IOCG矿区，没有发现明确的致矿岩体。 HONG : 赵老师，IOCG,IOA，矽卡岩的相似之处具体在什么方面？回答：矽卡岩型的铁（铜）矿床与IOCG和IOA矿床的矿石矿物组成和热液蚀变演化具有很多的相似性。从蚀变矿物期次来看，最早都发育有强烈的钠长石化（Na化），然后有磁铁矿和闪石组矿物蚀变（Ca-Fe化），若有发育有黑云母和/或钾长石（K化）的话，则可能发育有铜矿化。这也是早期把这些矿床都称为IOCG及相关矿床（IOCG and affiliated deposits）的原因。加拿大地调局Louise Corriveau博士对这个问题有比较深入的研究，可参见：Corriveau, L., Montreuil, J.-F., and Potter, E. G., 2016, Alteration facies linkages among iron oxide copper-gold, iron oxide-apatite, and affiliated deposits in the Great Bear magmatic zone, Northwest Territories, Canada: Economic Geology, v. 111, p. 2045-2072. 孔志岗 : 赵老师，角砾岩的成分主要是什么？热液蚀变是否主要是深部流体造成的，还是混合流体引起的？ 回答：角砾岩的角砾成分一般很复杂，主要是角砾岩周围的围岩，但往往发生很强的热液蚀变。热液蚀变存在一个演化的过程和蚀变分带，早期的蚀变是以深部来源的岩浆热液为主，并逐渐演化成混合流体的成分，这也得到了近期矿物微区同位素分析的支持。但在矿床的外围，可能一开始就有被加热的盆地流体的蚀变作用。Co Huu : 赵老师，为什么IOCG矿床中硅化和石英脉不发育呢？回答：这个只是相对于斑岩铜矿来对比，硅化或石英脉要弱很多，但不是说没有。我觉得很大的可能是成矿热液的来源不同，IOCG矿床的成矿流体来自交代地幔来源的偏基性的岩浆岩，而斑岩铜矿系统则是中酸性岩浆岩，其演化出的成矿热液的硅含量不一样。 lee: 赵老师，褐帘石的Sm-Nd做的是原位吗？回答：是的，褐帘石的Sm-Nd同位素是原位的数据，全岩的数据没法避免不同世代的混合。 Yiwei Peng : 赵老师您好！请问拉拉铜矿里的铁铜矿石中浸染状的铁矿化和铜矿化是同一个阶段（期）还是两个成矿阶段（期）的叠加所致？谢谢！回答：IOCG矿床的铁矿化和铜矿化是一个成矿期的两个成矿阶段，为一期成矿事件的产物。但对这类前寒武纪的矿床，没法避免的是后期的变质改造或热液活化作用。拉拉矿床后期受到了很强烈的热液活动的改造，导致了多期同位素的年龄。对于这些后期活化的铜矿化，虽然成矿物质主要来自早期矿体的活化，但是形成于后期地质事件的叠加，不能再理解为原生IOCG的成矿作用。详细请参加我们的综述论文Zhao, X.-F., Chen, W.-T., Li, X.-C., and Zhou, M.-F., 2019, Iron Oxide Copper-GoldDeposits in China: A Review and Perspectives on Ore Genesis, in Goldfarb, R.,and Chang, Z., eds., Mineral Deposits of China, 22, SEG Special Publication, p.553-580. L.Yang : 赵老师您好，扬子西缘的龙脖河Fe-Cu矿最近发表了一些文章认为跟IOCG矿床有些像，您认为龙脖河Fe-Cu矿属于IOCG吗回答：龙博河矿床我没有亲自看过，但从文献的描述来看地质特征与康滇地区的其他IOCG矿床有很多相似之处。但最近报道出来的年代学数据跟康滇地区的矿床有比较大差异，这里的赋矿围岩是一套新元古代的地层，与越南的生权矿床一致。从其蚀变特点和矿床特征来看符合IOCG矿床的特点，李晓春博士将其归为形成于弧后盆地的IOCG矿化，可能与南美安第斯成矿带比较相似。 王瑞（地大北京） : 如何分辨幔源岩浆热液和幔源岩浆在壳内演化饱和出溶的热液？回答：王老师这个问题很好，我曾经思考过，但没有想明白，抱歉不知道怎么回答。期待了解这方面的同行告诉我答案。 王国光-南京大学 : 赵老师，扬子西缘与国外奥林匹克坝的IOCG最显著差别是什么？回答：IOCG概念虽然起源于奥林匹克坝，但这个矿床有不少特殊性，比如只有这个地区的成矿角砾岩发育在花岗岩体中，且发育了大量的赤铁矿蚀变，含有巨量的铀成矿，这可能与其成矿时特殊的构造背景和地表的岩石情况有关。Patrick Williams将其划分为赤铁矿端元的IOCG矿床，而康滇和全球其他地区表现出来的基本都是磁铁矿端元的IOCG矿床，尽管也可以在局部发育赤铁矿。相对来说康滇地区与澳洲Cloncurry地区的IOCG的矿床特点十分相似，矿体和角砾岩主要发育在一套强烈蚀变的火山-沉积岩中。 朱乔乔-地科院资源所 : 赵老师 请问下模式图中为什么热液没有交代更容易交代的白云岩，而是交代火山岩并赋存在火山岩中 谢谢回答：其实康滇地区的IOCG矿体主要赋存在泥质粉砂岩（原岩）中，尽管这些地层中有少量火山岩，但不是主体。但这套岩石在强烈的热液蚀变后，野外看起来十分相似，均被当地矿山或地勘部门称为变钠质火山岩（或熔岩）。所以在这个模式图中，为了便于理解和对比，我们简化成了火山岩。白云岩也发生了强烈的蚀变，但矿体主要产于一套白云岩之下的泥质粉砂岩中，我个人理解是白云岩作为隔水层，让成矿热液在泥质粉砂岩中充分水岩反应，同时泥质可能也对含铜硫化物的沉淀有作用（但具体发挥什么作用我们暂时还不清楚），并间接形成了层控矿体的特点。 Yan: 赵老师，IOCG里面目前磷灰石U-Pb定年体系的运用情况怎么样回答：磷灰石的U-Pb定年在IOCG矿床的应用还不多，目前有成功年龄报道的好像只有在Olympic Dam，但在IOA矿床已经有不少报道。主要原因是磷灰石经常普通Pb高，不是最理想的定年矿物；另外是这类矿床的后期往往有很强的热液改造作用，磷灰石普遍发育有交代结构，破坏了成矿期的U-Pb体系。 李建平 : 赵老师，您提到外部流体在IOCG成矿过程中起到重要作用，有哪些有利的贡献，具体有哪些方面和方式呢？回答：IOCG矿床的一个明显的特征是有明显的外来流体的混合，这些流体不仅有效促进的了硫化物的沉淀，可能还带来了一些成矿元素（也有一些研究者认为铜主要来自外来流体），比如奥林匹克坝巨量的铀，很可能是氧化性的外来流体从围岩中淋滤带来的。 vivo X50 : IOCG矿床会不会出现大理岩的围岩?如果出现大理岩的围岩，跟矽卡岩型矿床怎么区分?回答：目前已知的IOCG矿床中，成规模的矿体都没有产于大理岩中。形成矽卡岩的蚀变条件和IOCG典型的Ca-Fe蚀变，还是有点区别。如果是产于大理岩中的矽卡岩型矿床，可优先考虑矽卡岩型矿床，这时候不需要套用IOCG的成因概念。 王瑞（地大北京） : 福哥，继续请教哈，您的模式图画了基性岩浆紧挨着上方就有岩浆热液注入，这个是富水的基性岩浆出溶的流体吗？回答：我这是个简化的示意图，没有来的及仔细解释，我的意思是基性岩和岩浆热液都是来自深部的岩浆房，他们可能共用了地壳中构造通道。 vivo X50 : 赵老师，您好，还想请教IOCG中会出现黄铁矿吗?含量如何?回答：IOCG矿床中可以出现大量的黄铁矿的，一些黄铁矿也与磁铁矿共生。 tao: 赵老师您好，IOCG成矿物质与流体中岩浆主要是花岗岩浆？还是地幔岩浆？回答：目前来看，主要不是来自花岗岩这种酸性岩浆的热液，成矿元素组合和热液蚀变都不太支持，我个人倾向于是起源于交代地幔的基性岩浆。但这方面明确的热液起源的研究还十分薄弱。 Chris : 赵老师您好！您的一张片子展示了中国IOCG和IOA等矿床的分布，貌似在扬子板块边缘分布较多(西南和东北)，这是否暗示了下一步的找矿靶区？即在扬子周边找寻？回答：这个是目前已知的矿床的产出情况，在这些成矿带中应该有进一步的找矿潜力，但具体到找矿靶区，还需要很多更深入的工作。tidesung617 : IOCG矿床定义来源的核心是奥林匹克坝矿床，富集铜金，我们也发现与其同处于澳大利亚板块且处于与太平洋板块接触部位的新几内亚岛弧上产出Grasberg，Ok Tedi等斑岩型与矽卡岩型铜金矿床，且品位都较高。想请教一下赵老师，是否斑岩型与IOCG只是同成矿作用形成的不同成矿流体作用于不同构造部位，不同岩性上的结果？IOCG特征主要形成于板块内部特殊部位？回答：虽然这两类矿床都属于岩浆热液矿床的范畴，但从成矿的构造背景和岩浆母岩来看还是有明显区别的。共性的话，可能成矿物质的源区都与交代的岩石圈地幔有比较大关系。是的，IOCG产出的构造背景是比较特殊的，目前来看似乎是板块俯冲碰撞之后的拉张盆地晚期或弧后盆地的闭合期。 黄乾-中山大学 : 赵老师你好，一般认为IOCG矿床是先形成铁，后形成铜，铁矿化和铜矿化是不是连续演化的过程？在我国康滇地区的IOCG矿床被发现存在多阶段矿化现象。会不会是这些相互独立的多期次矿化叠加，不连续演化形成康滇地区的IOCG系统回答：IOCG的定义要求是一期岩浆热液成矿的连续演化过程，早阶段是铁氧化物、晚阶段为大量的铜金硫化物。这种演化在很多的岩浆热液矿床中都存在，比如矽卡岩和斑岩铜矿。我们最近做了一些工作，还没完全发表，同位素的证据表明康滇地区后期的矿化事件基本都是对最早一期成矿作用的改造，并没有多少新生成矿物质的贡献，属于热液的活化迁移，其时代与区域的岩浆或变质事件一致。 Yan: 我想问问，IOA或IOCG矿床定年的有效手段是什么，目前我看到的有切割率间接限定；榍石，磷灰石或热液锆石U-Pb定年；全岩Sm-Nd等时线。这几种定年方法的优缺点和应用范围可以稍微介绍一下么回答：这两类矿床目前比较好的手段还是副矿物的U-Pb定年，包括热液锆石、榍石、磷灰石和褐帘石等。但定年前需要做详细的矿物结构研究，查明矿物形成期次及后期的交代作用。顺便提一下，如果地质构造演化相对复杂，独居石的U-Pb年龄往往可能有多期的不同年龄，记录了后期的流体和构造事件，很难保存最早期的成矿年龄。全岩Sm-Nd等时线也是一个不错的方法，如果Sm/Nd能在不同样品间拉开的话，但相对来说等时线的误差一般比较大。 Bernie : 赵老师，在做Sr同位素时，磷灰石的核边结构说明什么问题？回答：磷灰石的核边结构有多种不同的可能，需要结合具体情况分析，比如矿物的生长环带和后期的热液交代，这方面已经有很多的论文发表，可参见：1）Li, X. and Zhou, M.-F., 2015, Multiple stages of hydrothermal REE remobilization recorded in fluorapatite in the Paleoproterozoic Yinachang Fe–Cu–(REE) deposit, Southwest China: Geochimica et Cosmochimica Acta, v. 166, p. 53-73. 2）Zeng, L.-P., Zhao, X.-F., Li, X.-C., Hu, H., and McFarlane, C., 2016, In situ elemental and isotopic analysis of fluorapatite from the Taocun magnetite-apatite deposit, Eastern China: Constraints on fluid metasomatism: American Mineralogist, v. 101, p. 2468-2483. Le: 我有一个大胆的想法：IOCG会不会是BIF由岩浆热液改造而来的？回答：对于IOCG矿床，这种可能性现在可以排除，目前已经有大量磁铁矿的微量元素的研究，IOCG的磁铁矿的形成温度是比较高的，从成分特征与BIF的磁铁矿完全不同。但不排除你说的BIF矿床可能会叠加后期的Cu-Au矿化，比如就有BIF赋存的金矿，但这是另外的矿床类型了，不属于我们讨论的IOCG范畴。 朱乔乔-地科院资源所 : 奥林匹克坝附近据说有BIF回答：不知道你具体指的哪个矿床，澳洲有BIF的话的不会奇怪，他们太多这个了。另外需要指出的是，一些IOCG矿床中的砂岩发生磁铁矿或赤铁矿蚀变后，看上去结构非常的像BIF，这个在奥利匹克坝和Cloncurry地区的都有，有时会被统称为iron stone。 Wei Hong : 刚才说错了，赤铁矿很多在奥林匹克坝，赤铁矿可以定年 宋昊 : 感觉大红山的有类似的特征，其他的就不一定了回答：是的，奥林匹克坝的U含量太高了，所以他们的赤铁矿能够定年，换一个地方的话，我觉得这个定年方法可能很难。大红山的条带状矿石有非常典型的蚀变现象，是热液蚀变交代形成的。 Le: 是吧。IO第第一期沉积成因，CG是第二期的岩浆热液成因，第二期的CG叠加于第一期的IO之上。BIF形成的时候主要是Hem-Silica,后期变质形成Mag-silica回答：请参见上面的回答，另外需要指出的是，在IOCG矿床的热液蚀变期次中，是磁铁矿先形成，再蚀变转变成赤铁矿，这是一个普遍的现象。在奥林匹克坝矿床的深部现在已经发现有磁铁矿矿化。 Bernie : 赵老师，稀土矿物是怎么分布的？和铁、铜、金的关系是怎样？回答：IOCG中的稀土是与铁铜矿体紧密共生的，在热液的早阶段一般是以磷灰石的形式与磁铁矿同时结晶的，在奥利匹克坝矿床，REE的含量与铜的品味是成正比的，这个顺便可以作为上面问题与BIF的区别。随着热液的演化，可能会形成独居石等稀土矿物。但更多是后期的热液交代磷灰石，将之前的稀土活化出来形成新生的很小的稀土矿物，如独居石，氟碳铈矿、褐帘石等，可参考论文Li, X. and Zhou, M.-F., 2015, Multiple stages of hydrothermal REE remobilization recorded in fluorapatite in the Paleoproterozoic Yinachang Fe–Cu–(REE) deposit, Southwest China: Geochimica et Cosmochimica Acta, v. 166, p. 53-73. 宋昊 : 感谢两位老师的报告！请问赵老师（1）刚才提及与沉积相关，请问IOCG与沉积盆地的关系是如何的，从地质背景上讲需要什么样的盆地（2）IOCG为什么会常伴生大规模的蚀变，蚀变是如何形成的、是否与某一类岩浆有对应的关系（3）大规模蚀变中NaK的物质来源是什么样的。请问侯老师IOA矿床的形成与蚀变的关系是怎么样的，是否有IOCG类似的蚀变矿化关系。回答：1）目前一直的IOCG矿床主要产于一套沉积-火山地层中，即使奥林匹克坝矿床最近也发现了沉积岩，表明成矿时有个沉积盆地。盆地类型可以是板块俯冲后的板块边缘裂谷盆地，或俯冲带的弧后盆地；2）IOCG矿床伴随的这套蚀变和蚀变分带，正是指示成矿时热液与围岩的强烈的水岩反应，目前看从蚀变类型和出露的岩浆岩，均以钙碱性岩浆岩为主；3）矿区的这套Na-K蚀变应该是岩浆热液造成的，但像Cloncurry地区这种区域性的钠化可能是盆地流体，但这期钠化形成于成矿前，与IOCG成矿没什么关系。 皮皮 : 老师，请教一个问题，iocg碱性蚀变与碳酸岩成矿的碱性蚀变的差异，如碳酸岩热液与围岩会形成霓长岩化，与铁矿石会有霓石化，IOCG有无类似的特征？回答：IOCG中的碱性蚀变早阶段表现为钠长石化和方柱石化，晚阶段为钾化。不会出现霓长岩化。 胡霞 : 赵老师，您好，请问您有没有关注过IOCG矿床的Fe、Cu等非传统稳定同位素研究，它们的分馏情况怎么样？回答：IOCG矿床暂时好像这方面的研究非常少，总体研究程度还比较低。 王国光-南京大学 : 老师们好，从联系IOA和IOCG矿床角度讲，磁铁矿漂浮模型解释的很好。那这个漂浮模型有没有明显原理上的漏洞，能不能简单评价一下这个模型。谢谢！回答：这个模型最大的问题是缺少地质证据的支持，比如什么样的热液能把磁铁矿有效的漂浮起来，因为成矿都在岩体的顶部或者构造通道中。另外也解释不了磁铁矿与磷灰石和阳起石的普遍共生关系，这需要这几个矿物密度完全不一样的矿物在一起悬浮。
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