地球物理学进展  2015, Vol. 30 Issue (4): 1526-1534   PDF    
中国海陆磁力异常图磁场分区及断裂划分
尹航, 周坚鑫, 张永军, 舒晴, 高维    
中国国土资源航空物探遥感中心, 北京 100083
摘要: 中国海陆1:500万磁力异常图编制主要根据50多年来国内实测的航空物探资料,并且包括了截至2012年底前最新的陆域测量和近年来实施的一系列海域专项调查资料和研究成果,资料精度较高.为了充分利用区域磁场图的价值,对中国海陆1:500万磁力异常图进行了断裂划分及磁场分区.
关键词: 磁力异常图     断裂划分     磁场分区    
Subdivision and fault identification of the magnetic anomaly map of China mainland, offshore and adjacent areas
YIN Hang, ZHOU Jian-xin, ZHANG Yong-jun, SHU Qing, GAO Wei    
China Aero Geophysics Survey and Remote Sensing Center for Land and Resources, Beijing 100083, China
Abstract: The magnetic anomaly map (1:5, 000, 000) of China mainland, offshore and adjacent areas covers China and neighboring countries. For map compilation of China mainland and offshore areas, the aeromagnetic data measured in last 50 years or more have been collected and arranged. They also include the new land measurements by the end of 2012 as well as special investigations and studies of offshore regions in recent years, which have relatively high accuracy. The 1:5, 000, 000magnetic anomaly map displays clearly tectonic features of China mainland, offshore and adjacent areas, and provides geophysical evidence for identifying faults and Subdivision in these regions.
Key words: magnetic anomaly map     fault identification     subdivision of the magnetic field    
0 引 言

中国海陆1 500万磁力异常图是中国海及邻域地质地球物理及地球化学系列图(航遥中心)项目第一阶段的编图任务,该项目所属国家专项海洋地质保障工程(729专项),是中国海陆地质地球物理系列图八幅基础图件中的一幅.中国海陆磁力异常图图幅范围包括中国及相邻周边国家,编图范围较大.编制中国海陆1 500万磁力异常图收集、整理了50年来中国海域和陆地磁力调查成果及近年来实施的一系列专项调查资料和研究成果,并对中国海陆磁力异常图进行了深入分析,进行了分区及简要描述解释,在此基础上进行了编图区域内大的断裂划分.

1 磁场分区

从中国海陆1 500万磁力异常图可以看出,中国磁场较复杂.根据区域磁异常的差异(异常强弱、走向、形态等),将中国海陆磁力异常图按照磁场分布特点分为23个磁场区(张永军等,2003),部分磁场区下又划分不同磁异常亚区(图 1表 1).

表 1 中国海陆1 500万磁力异常图磁场分区一览表Table 1 Subdivision of the magnetic anomaly map(1 5,000,000)of China mainl and ,offshore and adjacent areas

图 1 中国海陆磁力异常图磁场分区图Fig. 1 Subdivision of the magnetic anomaly map of China mainl and ,offshore and adjacent areas

Ⅰ.贝加尔湖磁异常区

位于中国海陆磁力异常图幅范围最北部,是以贝加尔湖为东翼的弧形区,该区以变化正负相间磁异常为主要特征,多为条带状或团块状异常为主,异常强度-200~200 nT,走向多为NE向或近SN向.

Ⅱ.阿尔泰—蒙古磁异常区

包括新疆阿尔泰、蒙古、俄罗斯部分地区,东以额尔古纳线性异常带与大兴安岭异常区相接,该区为剧烈变化磁场区,异常强度大,梯度陡,阿尔泰地区局部异常呈条带状展布,轴向北西(朱英,1989).

Ⅲ.哈萨克斯坦磁异常区

该区为正负变化磁场区,异常跳跃杂乱,强度大,梯度陡,局部异常呈条带状或团块状分布,无明显走向.

Ⅳ.准噶尔磁场区

与地理上的准噶尔盆地相对应,包括准噶尔盆地至北塔山一带,以块状正磁异常为主,呈北西西走向,南部和北部磁场较中部低.依据前人物性统计,区内变质岩磁性差异大,一般无磁性,最高可达9200×10-5 SI;沉积岩无磁性;火山岩磁性不均匀,中酸性岩类一般较弱,中基性岩类较强(费鼎等,1983).

Ⅴ.天山磁异常区

为北西向线性磁力高带,可以大致分为天山线性磁异常带和吉尔吉斯坦剧烈变化磁异常亚区,天山线性异常带以准噶尔和吐鲁番盆地边界为界,呈北西向线性磁力高带,该带南北两侧磁场特征差异较大,北侧为正磁场,南侧以负磁场为主(朱英,1989).

Ⅵ.塔里木磁场区

磁场特征以块状正磁异常为主,主要包括塔里木盆地,以西昆仑—阿尔金线性异常带为界与青藏高原平静磁场区相隔,以塔中强磁异常亚带又可将磁场区分为塔北负磁场亚区和塔南正磁场亚区.

塔里木盆地北部及南天山为平静的负磁场区,局部异常稀少,幅值不高,梯度缓.塔中东西向强磁异常亚带,东西长约1100 km,宽约50~80 km,沿北纬40°附近呈东西向展布.异常带由数个异常高值组成,单个异常具有规模大、强度高的特点,其异常强度一般为200~350 nT,最大可达500 nT.塔南正磁异常亚区以正负相间的块状磁异常为特征,正负异常呈北东向延伸,磁场强度一般为-50~250 nT,向北被塔中磁力高异常带截断,向西南被西昆仑线性异常带所截(朱英,1989).

Ⅶ.西昆仑—阿尔金—东昆仑强磁异常带

基本上沿西昆仑、阿尔金、东昆仑延伸,由西向东可分为西昆仑强烈变化正磁异常亚带、阿尔金剧烈变化正负磁异常亚带、东昆仑变化磁异常亚带(Wang,1997).

Ⅶ-1.西昆仑强烈变化正磁异常亚带

西昆仑强烈变化正磁异常带沿西昆仑山分布,异常强度达200~300 nT,梯度变化为20~30 nT/km,为一条强度较大、梯度剧烈变化的北西西向正磁异常带.

Ⅶ-2.阿尔金剧烈变化磁异常亚带

阿尔金剧烈变化磁异常带沿阿尔金山延伸,异常带宽30~180 km,呈北东东向,北东宽,西南窄.异常带在最南端与西昆仑异常带交汇,但未切穿西昆仑异常带.线性异常带应主要是由新太古—元古宇变质岩、不同时代花岗岩类和超基性岩体引起(杨华和梁月明,2011).

Ⅶ-3.东昆仑变化磁异常亚带

东昆仑变化磁异常带分布于东昆仑山区,呈东西向延伸,异常带强度为50~150 nT,梯度变化10~20 nT/km,异常带宽20~60 km.根据物性数据,推测磁异常主要由古元古界变质岩系和不同时代花岗岩类引起.

Ⅷ.柴达木磁场区

该区以平静正负磁场为特征,西以阿尔金线性异常带与塔里木磁场区相邻,南以东昆仑—秦岭一线与青藏地区相接其中西部为平静负磁场,东部以宽缓正磁场为主,局部异常较发育.据地质及物性资料,柴达木地区具有两种类型基底,即具有强磁性中深变质岩系基底和弱磁性浅变质岩系基底.区域磁场的差异应是不同基底性质的反映(Christie-Blicks and Biddle,1985).

Ⅸ.祁连线性异常带

异常带与祁连造山带对应,由多条北西向线性正磁异常带组成,单个异常强度不高,正负伴生明显.祁连造山带可分为北、中、南三个带,中祁连为长期隆起带,南北祁连为强烈拗陷区,发育巨厚海相硬砂岩、复理石、中基性火山岩和火山碎屑岩.该造山带内目前已发现多条蛇绿岩带,与航磁图对应较好,线性异常应主要由其引起.

Ⅹ.阿拉善—鄂尔多斯负磁场区

区内大部分被沙漠覆盖,以平静负磁场为主,强度为-100~-50 nT,梯度变化5~10 nT/km,局部分布有正磁异常条带,强度达200~300 nT以上.贺兰山东侧磴口—东胜向南突出的东西向正磁异常带强度超过400 nT,据前人研究认为应由前寒武纪老地层引起,区内大面积负磁场区可能是弱磁性基底的反映,局部呈椭圆状的正异常应是中酸性岩体的反映.

Ⅺ.大兴安岭—松辽磁场区

该区以北东向正负交替磁异常为特征,根据局部异常的差异自西向东可分为大兴安岭剧烈变化磁异常亚区、松辽平缓磁场亚区、佳木斯—牡丹江平缓磁场亚区及科山负磁场亚区.

Ⅺ-1.大兴安岭剧烈变化磁场亚区

磁场以北东向剧烈变化的正负磁异常为主要特征.磁异常强度一般为-200~200 nT,梯度变化20~30 nT/km.区内岩浆岩较发育,除泥盆—石炭纪、侏罗纪和白垩纪发育钙碱系列火山岩外,还有以海西和燕山期为主的侵入活动.航磁异常主要是岩浆岩的反映.

Ⅺ-2.松辽平缓磁场亚区

以北东走向的负磁场为主,磁异常强度一般为-50 nT~50 nT,较周围明显降低.地表主要为第四系覆盖,周缘出露由石炭一二叠系片岩、板岩,为弱磁性岩石.因此,区域性负磁场应为古生界浅变质岩系的反映.

Ⅺ-3.佳木斯—牡丹江变化磁异常亚区

包括牡丹江、佳木斯、鸡西等地.以区域负磁场为背景,间夹一些线性延伸的正负磁异常带.佳木斯西侧北东向线性负磁异常带为郯庐断裂北延部分的反映.区内出露有元古宇麻山岩群和黑龙江群,为该区的基底,磁性较弱,区域内负磁场应为弱磁性基底的反映.

Ⅺ-4.科山负磁场亚区

该区为明显的负磁异常为主,异常走向呈北北东,异常边界和锡霍特结合带相符.

Ⅻ.阴山-燕辽吉磁场带

自甘肃向东经呼和浩特、张家口、承德、沈阳至吉林通化一带为一系列东西走向正负异常带组成的规模巨大的磁场带.根据磁场强度的差别,自西向东可分为北山-阴山负磁异常亚带和东北南部强烈变化正磁异常亚带.

Ⅻ-1.北山-阴山负磁异常亚带

位于甘肃北部、宁夏北部至张家口以西一带,大致沿北山—阴山山脉延伸,以区域性负异常为主,强度一般为-200~-50 nT,梯度变化10~15 nT/km.区内局部分布有正异常条带和块体,最强可超过200 nT.

Ⅻ-2.燕辽吉强烈变化正磁异常亚带

包括内蒙南部、河北北部、辽宁及吉林部分地区,为东西向剧烈变化的正负交替异常带,其中多数为线性异常,强度一般为-100~300 nT,梯度变化20~30 nT/km.

Ⅹ Ⅲ .华北磁场区

位于沈阳—庐江以西、大同—吴旗一线以东,包括华北平原、陕西、宁夏等地区,以北东向团块状正磁异常为特征,间夹负磁异常条带,大部分轴向北东.磁异常强度一般为100~300 nT,梯度变化10~20 nT/km.区内出露泰山群、登封群、阜平群等太古宇地层.区域性正磁异常主要是太古宇变质岩引起,区内负异常除部分为伴生异常外,其余应是后太古宙地层的反映.区内宝鸡—合肥一带,以NWW向变化负磁场为特征,局部分布有强磁性团块状异常、椭圆状异常(扎加罗诺夫等,1957).

Ⅹ Ⅳ .秦岭—大别—苏鲁正磁场带

西起西宁,向东经兰州、六盘山、秦岭、大别山,然后被郯庐断裂向北错移至苏北—胶南地区,总体呈“V”字形,为一条线性延伸的正磁异常带,可分为六盘山—秦岭、桐柏—大别和连云港—青岛三个亚带.

Ⅹ Ⅳ -1.六盘山—秦岭强正磁异常亚带

为一条北西向线性强磁异常带,强度100~300 nT.据物性资料,强磁异常应为古元古界秦岭群深变质岩系和燕山期花岗岩的综合反映.

Ⅹ Ⅳ -2.桐柏—大别正磁异常亚带

呈北西向线性延伸,向东交于郯庐异常带,强度100~200 nT.在大别山区正磁异常对应于太古—古元古界深变质大别山群,推测正磁异常带应为该套深变质岩系的反映,一些局部异常与燕山期花岗岩有关.

Ⅹ Ⅳ -3.连云港—青岛正磁异常亚带

位于连云港、日照、青岛一线,为一条北东东走向线性磁力高带.根据物性资料,其主要为元古宙基性超基性岩及中生代花岗闪长岩的反映.

Ⅹ Ⅴ .巴彦喀拉—华南磁场区

北以昆仑—秦岭—大别强磁异常带为界与华北磁场区相邻,南以金沙江—哀牢山线性异常带与西藏—三江磁场区相接.该磁场区以平静磁场为主,背景值约0~50 nT.东南沿海和康滇地区磁场较杂乱.根据磁异常特征又可分为巴彦喀拉—松潘平静磁异常亚区、四川—鄂西强磁异常亚区、滇黔桂平静磁场亚区、苏北—南黄海正磁场亚区和下扬子正负变化磁异常亚区等五个磁场亚区(Wang,1997).

Ⅹ Ⅴ -1.巴彦喀拉—松潘平静磁场亚区

位于青藏高原北部,以东昆仑线性异常带与柴达木磁场区相邻,走向西北,磁场及其平缓,磁场强度一般为-20~20 nT,梯度变化约50 nT/km.区内局部异常发育稀少,强度不大.

Ⅹ Ⅴ -2.四川—鄂西强磁异常亚区

西以龙门山断裂带与巴彦喀拉—松潘平静磁场区相邻,以条块状正负磁异常为特征.强磁异常条块主要分布在乐山、南充、涪陵等地,走向NE、NEE和NW,最大强度超过300 nT,推测为前寒武纪中基性杂岩体和强磁性片麻岩类的反映.该区南部的弱磁场应是弱磁基底的反映.

Ⅹ Ⅴ -3.滇黔桂平静磁场亚区

以平静磁场为特征,磁场强度在-50~50 nT之间变化.其中康滇地区呈菱形状,长轴近南北,磁场特征为低缓的背景场上叠加杂乱磁异常,背景场值多为零值,根据物性资料,低缓背景场应为弱磁性基底的反映,局部异常与广泛分布的二叠系玄武岩有关.区内其它地区局部异常稀少,以平静磁场为特征.

Ⅹ Ⅴ -4.苏北—南黄海正磁场亚区

该亚区北以青岛—日照线性磁异常带为界与华北磁场区相隔,向东延伸至朝鲜半岛南部.磁场特征以大范围环状和团块状宽缓正磁场为主,局部有高频异常叠加,正磁异常强度为150~200 nT.

Ⅹ Ⅴ -5.下扬子正负变化磁场亚区

磁场特征为低缓背景场上发育一系列北东向正负相间磁异常条带.该区黄山以西一带分布有强磁性块状异常,强度高达300 nT,曲线平缓.地表出露中元古界板溪群,磁化率一般为100×10-5 SI,属弱磁性.因此推测其下有强磁性老基底.区内北东向异常发育,多数强度大、梯度陡,应为岩体及火山岩的反映;少量异常较宽缓,地表出露古生代地层,推测其可能为基底杂岩引起.

Ⅹ Ⅵ .东南沿海剧烈变化磁异常亚区

位于鹰潭—韶关—北海一线以东,为剧烈变化磁场,磁异常以北东向为主,强度一般为-100~300 nT.东西两部分磁场稍有差异,西部地区异常分布面积较宽,强度较弱,主要与燕山期花岗岩分布有关,东部沿海异常密集,强度大,以NE向为主,少量为EW和NW向,主要反映中生代火山岩的分布.

Ⅹ Ⅶ .胶辽负磁场区

位于郯庐断裂的东侧,地理位置主要对应北黄海海域、胶东地区、部分辽东地区及朝鲜半岛北部.区内以负磁场为主,强度一般为-100~-50 nT.大连—莱州一带存在一条线性正磁异常带,其两侧磁场明显降低,推测其可能为郯庐断裂的分支断裂的反映.据物性资料,区域性负磁场主要是弱磁性太古宇胶东群变质岩的反映,线性强磁异常带应是岩浆岩的反映(费鼎和刘元生,1978).

Ⅹ Ⅷ .日本海磁场区

该区以区域负磁场为背景,以正负变化磁异常为主要特征,间夹一些线性延伸的正负磁异常带,多为NE向或NNE向.磁场强度一般为-150~100 nT.

Ⅹ Ⅸ .西藏—三江磁场区

北以哀牢山—金沙江强正磁异常带为界,向西、向南均延出国境.磁场特征为平静的背景上叠加线性异常带、团块状异常.根据磁异常强度、梯度和延伸方向等特征,由北向南可分为羌塘—冈底斯变化磁异常亚区、雅鲁藏布江线性正磁异常带及喜马拉雅平静负磁异常亚区(杨华等,1991).

Ⅹ Ⅸ -1.羌塘—冈底斯变化磁异常亚区

位于青藏高原的中部,磁场特征以平静的背景场上叠加有较多串珠状、团块状、线状异常.从物性资料及对比分析结果看,区内的前泥盆系戈木日群和念青唐古拉群都属无或弱磁性地层,平静背景场应为其反映(高锐等,2001).

Ⅹ Ⅸ -2.雅鲁藏布江线性正磁异常亚带

雅鲁藏布江线性磁异常亚带沿雅鲁藏布江展布,由南北两条正磁异常带组成.据物性资料和前人研究,推测主要为蛇绿岩的反映(熊盛青等,2001).

Ⅹ Ⅸ -3.喜马拉雅平静负磁场亚区

位于雅鲁藏布江的南侧,向南延伸至尼泊尔、不丹境内,以平静负磁场为主,区内局部异常稀少,强度低.据物性资料,区域性的低背景场应为无—弱磁性基底的反映,而局部异常应为酸性岩体的反映.

Ⅹ Ⅹ .印度半岛—印度洋磁场区

该区位于中国海陆磁力异常图图幅的西南侧,包括印度陆地部分、印度洋和孟加拉湾地区.向北与喜马拉雅平静负磁场区相邻,与中国西部异常区相比,该区异常较为平缓.根据磁异常强度、幅值等特征可以将该区分为德干高原变化磁异常亚区,孟加拉弯条带状磁异常亚区以及安达曼海及群岛磁异常区.

Ⅹ Ⅹ -1.德干高原变化磁异常亚区

该区以正负相间块状磁异常和线性磁异常为主要特征,异常强度在-200~200 nT之间,异常走向多样,多为NE向.

Ⅹ Ⅹ -2.孟加拉弯磁条带状磁异常亚区

包括孟加拉湾及印度洋部分,以正负相间条带状磁异常为主要特征,走向多为NE、NNE、EW向,异常强度在-100~150 nT之间.

Ⅹ Ⅹ -3.安达曼海及群岛磁异常亚区

该区位于印度洋亚区与中南半岛地区之间的接触带,包括海沟(槽)、群岛区、安达曼海海盆区.该区北部异常缺失,南部异常宽缓,以团块状正磁异常为主要特征.

Ⅹ Ⅺ .马来半岛—中南半岛磁场区

该区位于安达曼海沟弧盆磁异常亚区和中国南海之间.按照磁异常特征可分为马来半岛磁异常亚区和中南半岛磁异常亚区.

Ⅹ Ⅺ -1.马来半岛磁异常亚区

包括安达曼海东部的丹老群岛,马来半岛以及南部的马六甲海峡.该区以平静磁场为主要特征,零散叠加有团块状、条带状正磁异常.

Ⅹ Ⅺ -2.中南半岛异常亚区

包括中南半岛陆区以及泰国湾及以南海域,阿南巴斯群岛和纳土纳群岛以北,以及越南东部的元江、红河以西、缅甸中东部的锡当河以东的地区.参考重力及构造图件对该区进行了划分,但是部分地区磁异常缺失,无法对整个磁场进行详尽的描述.

Ⅹ Ⅻ .南海磁异常区

南海磁场区以剧烈变化的正负磁异常为主要特征.在西沙至中沙海域及中央海盆西北的海域,以团块状正负磁异常为主要特征,区域背景磁场强度较小,一般变化在-30~50 nT之间,梯度平缓,小于1 nT/km.

南海中部海域即水深超过3000~4000 m的深海盆区,航磁反映总体为北东向正负相间排列的条带状磁异常区,每条磁异常带宽度约10~30 km,异常强度一般为100~300 nT,最大可达450 nT.条带状磁异常有两组不同的走向,东经116°以东海域基本上为近EW走向,以西海域则为NE走向.此类磁异常特征在大洋中较为常见,如太平洋中东部海域,它是当初板块构造理论形成的强有力的证据之一.磁异常由大洋玄武岩引起,而正负磁异常带相间排列展布的特点,表明洋底玄武岩是在海底扩张过程中形成的.

南沙海域表现为团块状正负交替的磁异常,但以负磁异常为主,区域背景磁场强度较小,一般在-50~50 nT间,梯度变化小于1 nT/km.

Ⅹ Ⅹ Ⅲ .西太平洋边缘磁场区

该区位于中国海陆磁力异常图幅最东部,包括日本、琉球群岛、台湾、菲律宾、菲律宾海、苏禄海、苏拉威西海等,按照磁场特征又分为菲律宾海磁异常亚区、日本-琉球群岛-台湾-菲律宾磁异常亚区、苏禄海磁-苏拉威西海磁异常亚区(Taylor et al.,1989).

Ⅹ Ⅹ Ⅲ -1.菲律宾海磁异常亚区

菲律宾海磁力异常强度在±50~±200 nT之间,本区总体以负磁异常为主,表现为线性条带状特征.西菲律宾海中央海盆有北西向的磁条带,表明海底扩张和洋壳的增生.

Ⅹ Ⅹ Ⅲ -2.日本-琉球群岛-台湾-菲律宾磁异常亚区

以剧烈变化正负磁异常为主要特征,异常杂乱,缺失有一定规则形态、规模和走向的局部磁异常.

Ⅹ Ⅹ Ⅲ -3.苏禄海-苏拉威西海磁异常亚区

以区域负背景场为主,叠加团块状及线性正负磁异常,异常走向多为NE向,异常强度为-200~150 nT之间.

2 断裂划分

中国海陆1 500万磁力异常图展示了清晰的大地构造特征,为我们划分断裂提供了有利的地球物理依据.根据对中国海陆磁力异常图的分析,共划分出各类断裂48条(图 2图 3表 2),确定断裂的依据主要有线性异常带、串珠状异常带、不同磁场的分界线、磁异常的错动线等(张永军等,2003).断裂规模分为两级,即深大断裂和区域性大断裂,分别用Ⅰ和Ⅱ表示.深大断裂切过地幔,在航磁场图上仍有显示,地表分布有超基性岩;区域性断裂不切过地幔,在航磁长波场图(王乃东,2004)上反映不清,地表无超基性岩.

图 2 中国海陆磁力异常图断裂分布简图Fig. 2 Sketch map showing major faults identified on the magnetic anomaly map of China mainl and ,offshore and adjacent areas

图 3 中国海陆磁力异常图断裂分布简图Fig. 3 Fault distribution on the magnetic anomaly map of China mainl and ,offshore and adjacent areas

表 2 中国海陆磁力异常图航磁解释主要断裂特征表Table 2 Major faults in China mainl and ,offshore and adjacent areas interpreted by aeromagnetic anomalies

从初步的断裂划分看,我国的断裂构造十分发育,不同时期、不同性质、不同深度和不同规模的断裂纵横交错,构成了独特的大地构造格架(黄汲清,1959).总的趋势是,中国东部以北东、北北东向断裂为主,西部以北西、近东西向断裂为主(任纪舜等,1999).在中国海陆磁力异常图上,可以清晰的显示中国大地构造的“三横”(天山-阴山-燕山、昆仑-秦岭-大别和南岭)和“两个三角”(祁连-柴达木和松潘-甘孜),结合重力图上“两竖”(贺兰山-龙门山和大兴安岭-太行山-武陵山),中国大地构造“三横、两竖、两个三角”(《刘光鼎选集》编辑委员会,2009)的宏观格局有了清晰的展示.

值得注意的是,由于航磁资料反映深部信息的缘故,我们划分的断裂位置也可能与地质上不太一样,请使用时注意.

3 结 语

中国海陆磁力异常图收集整理了五十多年来最新的陆域测量和近年来实施的一系列海域专项调查资料和研究成果,对中国海陆磁力异常图进行初步的断裂划分和磁场分区,可以为中国海陆1 500万磁力异常图的进一步深入解释提供前提,并为中国大地构造的“三横、两竖、两个三角”的宏观构造格架提供有力的依据.

致 谢 在此感谢中国国土资源航空物探遥感中心乔日新教授、张永军教授对本文的帮助和指导.

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