广西泗顶铅锌矿成矿流体特征研究

0 引言

泗顶铅锌矿区位于广西融安县泗顶镇境内，是桂北地区典型的MVT型铅锌矿床之一[1]。自20世纪50年代，中南地质局404队先后对泗顶矿区进行地质勘查及相关研究。许多学者对矿区内矿床地质特征、控矿条件、成矿年龄、矿体与围岩的元素含量以及与成矿有关的层间滑动带进行了大量科研工作[2]。泗顶—古丹矿田成矿时期为海西—印支旋回(260～422Ma)[2-4]。张术根[5]认为泗顶铅锌矿床其成因类型是由基底浅变质砂页岩含水系统的Na+-Ca2+-Cl-和盖层碳酸盐岩含水系统的二源地下水混合再造成矿作用。矿田内似层状、透镜状的铅锌矿体中，闪锌矿的流体包裹体的成矿温度为80℃～230℃，陡倾斜脉状、囊状为200℃～250℃；且包裹体的液相成分具有性质和组成明显不同的两种类型[6]。对主要成矿期的闪锌矿、白云石、方解石等矿物的流体包裹体测得δD=-57‰～-82‰，δ18O=0.9‰～-11.5‰认为铅锌矿的成矿流体是大气降水演化的产物[5]。硫同位素研究得出成矿流体是环流加热分馏的结果或可能是深源硫的加入[2]；陡倾斜脉状、巢状矿体的铅锌成矿流体水溶含硫物种主要为H2S；似层状、透镜状矿体主要为HS-，部分为本文在前人工作基础上，对泗顶矿区同一成矿时期不同形态矿体中方解石的流体包裹体、成矿流体性质及物质来源着手，作进一步探讨。

1 矿区地质概况

泗顶矿区位于大地构造单元属南华准地台桂中凹陷—罗城褶断带，属桂北铅锌成矿区融安多金属成矿亚区；地处江南地轴、新华夏系与广西山字型构造的脊柱和南岭EW向构造带之复合部位。区域内出露的地层较为简单，主要有寒武系清溪组石英砂岩、页岩；中泥盆统东岗岭组石英砂岩、砂砾岩、砾岩，该组地层在部分地区缺失；上泥盆统融县组白云岩、结晶灰岩、致密灰岩等(图1)。泥盆系与寒武系为角度不整合接触。

  

图1 泗顶矿床地质略图Fig.1 Schematic geological map of the Siding deposit1-第四系 2-白云岩 3-致密灰岩 4-结晶白云岩 5-含生物碎屑致密灰岩 6-含生物碎屑白云岩 7-粗粒结晶灰岩 8-寒武系清溪组 9-断层 10-地层不整合面 11-高山 12-勘探线

矿区南部为一系列等间距且近似平行排列的NE向紧闭线性褶皱；而在北部形成轴向NNE向宽展型褶皱，并发育有近SN向的泗顶—古丹断裂。在矿区中部可明显看到近SN向断裂被NW向所切断。这些褶皱与断裂(有的表现为继承性)在早期控制着沉积岩相，而在晚期是成矿热液的有利通道及矿体的富集部位(如似层状、透镜状矿体)。

在矿区及外围尚未发现有与成矿有直接联系的火成岩体。

2 矿床地质特征

矿区内有陡倾斜脉状、巢状及似层状、透镜状两种类型矿体。

早在元代，文人即围绕北曲审美体系，建构了对元曲成就进行自我推尊的论说集群。如当时的胡祇遹认为，“乐音与政通，而使剧亦随时所尚”，北杂剧所涉，“上则朝廷君臣政治之得失，下则闾里市井父子兄弟夫妇朋友之厚薄”[5](P6)；夏伯和也指出《伊尹扶汤》《剪发待宾》等大量杂剧“皆可以厚人伦，美风化”[6](P7)。他们通过揭示杂剧丰富的现实内涵，来提升其文化层级——在娱戏性质之外，杂剧肩负呈现政治得失、人伦风化的劝谕功能，标举杂剧乃至整个曲体文学具有关乎政治风教的雅文学属性。

泗顶矿区流体包裹体研究表明，区内两种不同类型矿体的流体包裹体均为两相H2O-NaCl型原生包裹体，尚未发现有纯CO2和三相H2O-NaCl-CO2型包裹体。前人对泗顶矿区成矿流体特征的研究主要是通过爆裂法进行测定，以及相关分析。本文对该矿区陡倾斜脉状和似层状矿体流体包裹体特征进行对比，从温度、盐度以及密度三者之间的关系入手，进一步对该矿区成矿流体进行探讨。

B型：由LH2O和VH2O组成气-液盐水型两相包裹体(图4a，b，c)，形态多为半自形负晶形和长方形，呈自由状分布。包裹体长轴在1～6μm之间，长度以2～4μm为主，VH2O的体积分数占比为10%～75%，大多数为25%～30%。气相体积占比在50%～100%之间的，称富气相包裹体，通常加热到一定温度均一至气相；反之占比在0～50%的，称为富液相包裹体，通常在加热到一定温度时气相开始不断缩小，并伴随着剧烈的跳动，最终均一至液相。

对采自泗顶矿床含方解石的闪锌矿样品中的两相H2O-NaCl型包裹体进行显微测温(表2)。

  

图2 泗顶矿床21号勘探线—陡倾斜脉状、巢状矿体Fig.2 Steeply inclined vein and nest orebodies in the prospecting line No.21 of the Siding deposit1—致密灰岩 2—粗粒结晶灰岩 3—生物碎屑灰岩 4—铅锌矿体 5—断裂 6—崩塌灰岩 7—地质界线

  

图3 泗顶矿床28号勘探线—似层状、透镜状矿体Fig.3 Stratoid and lenticular orebodies in the prospecting line No.21 of the Siding deposit1—第四系 2—石英砂岩 3—致密灰岩 4—中粗粒结晶灰岩 5—含生物碎屑粗粒结晶灰岩 6—寒武系清溪组砂页岩 7—不整合面 8—铅锌矿体 9—钻孔 10—断裂 11—地质界线

矿石的金属矿物主要为闪锌矿、方铅矿、水锌矿和黄铁矿，其次有白铁矿、黄铜矿、褐铁矿等；构造多以块状、网脉状为主，局部为浸染状、环带状构造，结构主要为半自形-自形不等粒结构、不等粒变晶、交代结构。非金属矿物主要为方解石，结构以结晶结构和生物碎屑结构为主，主要呈粒状、致密块状构造。

近矿围岩蚀变较简单，主要为白云石化、方解石化、黄铁矿化等。

3 流体包裹体研究

A型：由单相LH2O组成称单相盐水型包裹体(图4d)，长轴范围在2～5μm之间；形态主要为长方形和半自形，分布规律以自由状展布为主，部分沿方解石的节理呈线状分布。

3.1 流体包裹体类型和特征

流体包裹体测试的寄主矿物主要为含方解石的铅锌矿。方解石为矿石中最主要的透明矿物，与铅锌紧密共生。本次主要以原生包裹体作为研究对象。通过镜下观察，流体包裹体主要呈自由状分布，形态大多为半自形负晶形、长方形、和不规则状。

博弈论具有较完备的数学理论及分布式实施特性，比较适合CRN频谱分配问题.文献[7]通过主次用户之间协作博弈来进行频谱分配，使系统达到斯坦伯格均衡.文献[8]利用信道特性及距离信息设计目标函数，以协作博弈方式实现用户速率最大化.文献[9]将无悔学习理论引入博弈模型，验证了相关均衡策略博弈进行信道分配的有效性.但是，这些博弈模型中用户策略选择依赖于对手用户所使用的策略，需要用户间大量信息交互，通信成本高.

根据Roedder[8]提出的流体包裹体分类准则和室温下包裹体物理相态以及冷冻和升温过程中包裹体的相变特征，发现包裹体种类仅为H2O-NaCl型，成分主要是H2O和NaCl，可把包裹体类型划分成单相A型和气-液两相B型。

本文研究样品主要为含方解石的铅锌矿，分别采自于泗顶矿床230中段、250中段、290中段以及300中段的泥盆系融县组内(表1)，均为成矿中期的产物。通过德国Leica-DM750P偏光显微镜进行岩矿鉴定及包裹体形态特征描述。显微测温实验在广西大学资源与冶金学院完成，显微测温仪器为英国Linkam THMSG600地质型冷热台与Leica-DM2700P偏光显微镜匹配。技术参数：0℃～+600℃的精度为±1℃；0℃～-196℃的精度为±0.2℃。整个测试流程为：样品采集、流体包裹体片制做、流体包裹体发育特征显微观察、气-液两相盐水包裹体均一温度测定。具体测试方法及原理详见卢焕章等[7]。

 

表1 包裹体样品信息采集表Table 1 List of the collection information of inclusion sample

  

点号点位名称矿床类型SD02250中段1号采矿面含方解石细脉铅锌矿石SD14230中段2号采矿面(上)含方解石脉黄铁矿石SD33300中段2号掘进面含方解石细脉铅锌矿石SD35250中段1号采矿面含方解石铅锌矿石SD42地表(300m)向下36m含铅锌矿方解石脉似层状SD34300中段1号采矿面(5971矿房)含方铅矿方解石脉陡倾斜脉状

似层状、透镜状矿体(图3)：该矿体分布在基底与盖层的不整合面及上泥盆统融县组第一段(D3r1)的含层孔虫粗粒结晶灰岩中，主要受近SN向和NE向构造断裂控制，矿化程度以控矿主断裂为中心向周围逐渐减弱，并与围岩呈渐变关系；它是由含矿溶液沿岩石层间裂隙、虚脱面、破碎带及各种微细裂隙交代充填形成。该类型矿体产状与围岩产状基本一致，但并非顺层产出，而是明显切穿岩层，且表现为分支复合等特点。

3.2 流体包裹体测温数据

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根据均一温度与盐度关系可知(图6)，陡倾斜脉状矿体，随着均一温度的变化，盐度变化范围不大；其特征接近大气降水体系，成矿流体有可能以大气降水为主，在下渗过程中受地温梯度的影响而被加热，对围岩的多次淋虑，加上生物细菌、二氧化碳等的共同作用，为成矿提供了有用物质；而似层状矿体，随着均一温度的变化，盐度变化范围较大；该类型矿体表现为两种类型的水系(大气降水和盆地热卤水)为成矿提供有用物质。表现为中—低温、低盐度(其范围符合大气降水系统，浅部地下水受大气、生物细菌等地球外营力的直接影响，使含矿热液在有利部位富集)和中—低温、中盐度(是由盆地热卤水下渗，在本区基底及上覆的上泥盆统中与沿基底断裂上升的深部地下水混合，组成含矿混合溶液，而寒武系黑色砂页岩和上泥盆统融县组第一段中都含有大量同生黄铁矿和有机炭质，具备良好的还原条件；因此含矿溶液在附近有利位置交代-充填成矿)。

共获得88个两相H2O-NaCl型包裹体测温数据。初溶温度：-21.1℃～-20.5℃，冰点温度：-8.7℃～-0.1℃，主要集中于-3.4℃～-0.3℃，均一温度：70.1℃～305.4℃，主要集中于84.3℃～155.9℃(图5a)，盐度w(NaCleq)为0.18%～12.53%，主要集中于0.18%～2.72%和7.15%～9.86%(图5b)，密度0.792～1.035 g/cm3。盐度w(NaCleq)可通过H2O-NaCl体系盐度-冰点公式(Hall et al.，1998)w=0.00+1.78Tm-0.0442Tm2+0.000557Tm3获得，其中w为NaCl的质量百分数，Tm为冰点温度(℃)；盐水密度可利用H2O-NaCl体系T-ρ相图[7]得出。

  

图4 泗顶矿区流体包裹体类型Fig.4 Different fluid inclusion types of the Siding deposita—SD02号方解石中两相H2O-NaCl型包裹体 b—SD33号方解石中两相H2O-NaCl型包裹体 c—SD34号中方解石两相H2O-NaCl型包裹体 d—SD42号方解石中两相H2O-NaCl型包裹体和单相盐水包裹体

 

表2 两相H2O-NaCl型包裹体参数Table 2 Microthermometric parameters of two-phase H2O-NaCl type fluid inclusions

  

样品编号包裹体特征矿物气液比(%)大小(μm)测试数目(个)初熔温度Tfm(℃)冰点温度Tm(℃)均一温度Th(℃)盐度NaCleq(%)密度ρ(g/cm3)SD02方解石13^251^710-20.6^-21.0-6.7^-187.8^155.91.73^10.110.964^1.035SD14方解石20^252^611-20.5^-21.1-0.6^-0.1149.8^235.10.18^1.050.825^0.930SD33方解石15^202^315-20.5^-21.1-8.7^-1.9116.8^149.83.21^12.530.972^1.023SD35方解石13^252^413-20.9^-21.0-4.9^-0.570.1^148.80.88^7.730.942^1.009SD42方解石12^201.5^317-20.5^-20.9-6.2^-0.3164.9^305.40.53^9.470.792^1.008SD34方解石22^253^822-20.6^-21.0-4.5^-0.171.2^153.90.18^7.170.930^1.015

通过对泗顶矿区似层状和陡倾斜脉状矿体的流体包裹体观察以及显微测温研究，发现流体包裹体只有H2O-NaCl型(A、B)。而不同形态的矿体，温度、盐度则表现不同，其中陡倾斜脉状矿体包裹体的均一温度在71.2℃～153.9℃之间，主要集中于84.3℃～117.6℃，流体盐度w(NaCleq)范围为0.18%～7.15%，主要集中在0.87%～2.72%之间；似层状矿体包裹体温度与盐度均有两个峰值：均一温度主要为98.1℃～152.6℃和213.7℃～239.1℃，流体盐度w(NaCleq)主要为0.53%～1.91%与7.31%～10.62%，流体密度介于0.851～0.989 g/cm3之间。

似层状矿体的流体包裹体中均一温度和盐度均表现有两个峰值，数值相差较大(图5)，且通过温度与盐度的对比，两者呈非线性相关关系。这就表明成矿流体从运移到填充再到全部凝固是一个漫长的过程，在长期运移的过程中，由于某种特殊原因导致远源的含矿流体和热卤水淋滤围岩形成的含矿流体，同时被封闭于同一矿体内，即同一成矿期同一矿体中由于流体性质及盐度的不同，导致在同一成矿阶段、不同温度环境下而捕获了流体包裹体[9]；其次是卤水多次循环淋虑围岩，混合了盆地卤水与地下水；随着混合水与围岩发生水-岩反应后，形成的热液在成分、性质上都发生了一定的变化[10]，引起热液在温度变化不大的情况下盐度发生了较大变化；再者流体盐度的演化是一个复杂的过程，这种演化不单与原始流体的性质有关，还与流体沉淀的空间位置、外界环境有关，因为流体在上侵就位的过程中要与围岩进行相互作用，产生物质置换。而陡倾斜脉状矿体包裹体中均一温度和盐度只有一个峰值，数据表明成矿流体是在地下水作用下使远源的含矿流体富集沉淀的。似层状与陡倾斜脉状矿体在温度和盐度上有明显的差异。张术根[3]通过对铅同位素组成特征的研究指出：矿田的成矿溶液是由两种性质不同的含矿流体活化迁移形成的。两种不同类型矿体的成矿流体具有不同的温度、盐度等特征。所以似层状矿体和陡倾斜脉状矿体是在同一成矿时期同一成矿阶段由于含矿流体性质的不同而形成的产物。对较晚时间、温度相对较低的流体均被封闭于同一矿体内，即同一成矿期不同成矿阶段的流体共存于同一矿体中，造成同一矿体中流体包裹体所测温度的较大差异[9]；其次是一次上侵的热液随着热液与围岩发生的物质置换(即水-岩反应的进行)，热液在成分、性质上均发生了变化[10]，引起热液在温度变化不大的情况下盐度的较大变化；再者流体盐度的演化是一个复杂的过程，这种演化不单与原始流体的性质有关，还与流体沉淀的空间位置、外界环境有关，因为流体在上侵就位的过程中要与围岩进行相互作用，产生物质置换。似层状与陡倾斜脉状矿体在温度和盐度上有明显的差异。张术根[3]通过对铅同位素组成特征的研究指出：矿田的成矿溶液是由两种性质不同的含矿流体活化迁移形成的。两种不同类型矿体的成矿流体具有不同的温度、盐度等特征。所以似层状矿体和陡倾斜脉状矿体是在同一成矿时期不同成矿阶段形成的产物。

  

图5 泗顶矿区成矿流体包裹体均一温度和盐度直方图Fig.5 Histogram of the homogenization temperature and salinity of fluid inclusions of the Siding orefielda—均一温度-频率直方图(histogram of homogenization temperatures) b—盐度-频率直方图(histogram of salinities)

4 讨论

4.1 成矿流体特征

陡倾斜脉状、巢状矿体(图2)：矿体分布于泗顶矿区上泥盆统融县组第二段(D3r2)与第三段(D3r3)中，近山顶位置，主要以露天开采。矿体受断裂及破裂面所控制，主要产于破碎带和溶洞中，与围岩表现为突变关系，矿体内部矿化极不均匀且平均品位较高。

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图6 两相H2O-NaCl型流体包裹体均一温度-盐度图(据Kesler，2005，修改)Fig.6 Homogeneous temperature-salinity diagram of two-phase H2O-NaCl type fluid inclusionsⅠ—大气降水 Ⅱ—成岩作用中存在于岩石裂隙或矿物中的大气降水 Ⅲ—盆地热卤水 MVT—密西西比河谷型Pb-Zn型矿床 SIN—泉华 L-VMS—高温端形成低硫化型热液矿床 POR—斑岩型铜矿

由均一温度与密度关系可知(图7)，似层状矿体与陡倾斜脉状矿体的两相H2O-NaCl型包裹体均表现出随着温度的增加，流体密度逐渐减小的特点，表现出较为明显的负相关性；其中似层状矿体均一温度、密度变化范围较大，且均一温度较高，密度较低，而陡倾斜矿体正好与其相反。这就表明了不同类型的成矿流体是在不同地质背景下进行成矿的。

  

图7 两相H2O-NaCl型包裹体均一温度-密度图Fig.7 Homogeneous temperature-density diagram of two-phase H2O-NaCl type fluid inclusions

4.2 硫化物来源

据覃焕然[2]研究，硫同位素δ34S值变化在-26.2‰～+8.3‰，推测为地层硫特点：铅、锌硫化物硫有一定的均匀化，可能是成矿溶液通过深部环流加热分馏的结果，或着可能有深源硫加入。而张术根[5]，得出硫化物的硫同位素组成总的变化范围较大，δ34S为-26.2‰～+8.3‰，似层状、透镜状矿体中，δ34S闪锌矿为-13.09‰～+5.90‰，均值为-2.73‰，变化范围大且多偏负值；陡倾斜脉状、巢状矿体中，δ34S闪锌矿为-2.68 ‰～+3.86‰，均值为+2.19‰，变化范围小且多偏正值。求得成矿流体的总硫组成为δ34S∑S=0.54。由此可得：陡倾斜脉状、巢状矿体的铅锌成矿流体水溶含硫物种主要为H2S；似层状、透镜状矿体主要为HS-，部分为

精神分析学家弗洛伊德认为人类早在儿童时期就开始寻找性对象，这个对象首先出现在家庭中，男孩以其母亲为选择对象，女孩则以父亲为选择对象。由于玛丽的父亲天天喝得烂醉，置家庭于不顾，导致玛丽的童年缺少父爱。玛丽“本我”中的性欲找不到出口，“超我”一直在控制这种有着童年阴影的性欲，而当土人摩西在玛丽家里做佣人，“本我”中的欲念终于找到一个出口，却被“超我”中的殖民原则硬生生挡在门外，并且还对摩西进行多次侮辱，这也造成了玛丽的悲剧。玛丽的种种行为恰恰体现了她内心的“超我”在极力控制“本我”的冲动与意念。

该矿区硫化物中S的主要来源为厌氧细菌的生物硫，其次为硫化物所提供(图8)，似层状、透镜状闪锌矿δ34S变化范围大且多偏负值；陡倾斜脉状、巢状矿体闪锌矿δ34S变化范围小且多偏正值。从区域地质背景和矿床地质特征可知，在晚古生代，泥盆纪开始，本区遭受海侵；到东岗岭、融县期，海侵进一步向本区西部超覆，发育了大量的层孔虫生物礁群；紧接着晚泥盆世融县期，演变为陆表海潮坪-泻湖体系。可以认为本区的部分成矿物质很有可能在海侵时就已形成，随着地壳的运动，通过地表水体迁移进入海盆，由生物吸收或礁后沉积形成矿源层或层状矿体。而海侵完成之后，在矿区顶部富集了很多海水硫酸盐，而且生物比较发育；异化硫酸盐还原细菌可以把海水硫酸盐还原成H2S[11]为硫化物的形成提供S。即陡倾斜脉状矿体硫化物中S的来源，很有可能为海水硫酸盐，然后再经还原细菌后期改造为其提供；似层状、透镜状主要来源则为硫酸物，其次是生物细菌改造海水硫酸盐所得。

过了两天，我在Westwood看戏，又碰到她。当时我进戏院，她出戏院，两人又碰到，觉得很惊喜。我要看的电影还没开场，两个人就站在那边聊天。那天她是一个人，我也是一个人。我进去看电影为的是要学英文，估计她也是这样。聊起来之后，就知道她的住处跟我特别近，大概就在三个Block之外而已。那天就彼此留了电话。

  

图8 闪锌矿的硫同位素组成特征(据Chang et al，2008)Fig.8 Sulfur isotopic composition characteristics of sphalerite

4.3 成矿机制探讨

越来越多的研究成果证实了大部分的MVT铅锌矿是造山作用促发前陆盆地中流体运移的产物[12-13]，如川(天宝山)、滇(会泽)、黔(麒麟厂)等地较之为代表。而泗顶矿区在加里东运动时期形成基底褶皱，伴随着形成泗顶—古丹断裂；使该区早古生代地层褶皱隆起，到达近地表位置，经受长期风化剥蚀，致使富含大量的蒸发硫酸盐岩，一部分的蒸发岩随着地表水迁移到不整合面之上以及融县组内；另一部分蒸发岩则赋存在盆地中，随地层的升降而变动。海西旋回晚期至印支期，基底断裂反复活动，上覆的泥盆系产生脆性变形或断裂。沿断裂上升的地下水热液到达浅部(不整合面之上)，和温度较低的盆地卤水组成混合溶液；与围岩不断的上下反复作用，形成含矿热液。

3)草把的规格和处理。草把直径15～20厘米，长度比穴深短3～5厘米，要捆绑结实。材料用玉米秆、麦秸或杂草等均可。捆好后埋前最好在水及尿的混合液中加以浸泡，使其充分吸水。

陡倾斜脉状矿体为远源含矿热液，金属以硫络合物的形式游离；硫酸盐在有机质作用下，生成富含H2S的流体；流体在岩溶洞穴和两断层交汇处附近混合导致金属硫化物沉淀。而似层状矿体除了上述情况外，还有一种为两种流体的混合作用；一种为卤络合物形式游离的含金属流体，随着温度、压力的不断上升，同生沉积水与海盆中卤水在特定环境下交汇，不断淋虑下部的蒸发岩，形成热卤水；然后继续向下位移将围岩地层中的Pb、Zn元素置换，以卤化物的形式搬运；另一种为与有机炭质、黄铁矿、生物细菌等富含还原剂和含H2S流体，在基底或不整合面之上或融县组内发生作用，使金属元素沉淀。含矿热液沉淀时发生物理化学反应为有机质发酵供给热量，并可以为硫酸盐提供大量还原气体[14]，以此循环，含矿热液就可以在有利部位充分沉淀；所以似层状矿体比陡倾斜脉状矿体厚度较大，品位较高。

5 结论

(1)泗顶矿区原生流体包裹体有单相LH2O型和气-液两相H2O-NaCl两种类型，且不同类型矿体的包裹体特征基本不同。

现在驮子这一家，可以说都不是我们岭北镇的人，也就是说他们一家人全是外乡人了。放在以前麻糍活着时，常爱兰还算是嫁给了我们岭北人，但现在完全是多方混血，当然这个混血的说法跟周小羽没关系，周小羽充其量是名字混血。

(2)矿区内陡倾斜脉状、巢状矿体的成矿流体温度主要集中在低温阶段，似层状、透镜状矿体主要集中在中—低温阶段，流体具有低盐度，低密度的特征。从成矿早期到成矿晚期，流体密度随温度的降低而逐渐升高。

(3)似层状包裹体中均一温度和盐度均表现有两个峰值，数值相差较大；说明一次的成矿流体在沉淀富集的过程中，其性质发生了变化。似层状与陡倾斜脉状矿体在温度和盐度上有明显的差异，可能是由于成矿物质来源不同所致。

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