南岭地区湖南段花岗岩型锂矿成矿特征与资源预测

黄建中 孙骥 文春华 陈剑锋 曾广乾 盛丹 许以明 张雄 许若潮

引用格式：黄建中，孙骥，文春华，等.南岭地区湖南段花岗岩型锂矿成矿特征与资源预测[J].国土资源导刊，2023，20（04）：10-27+65.

Reference format：Huang Jianzhong， Sun Ji， Wen Chunhua，et al.Metallogenic characteristics and resources prediction of the granite-type lithium deposits in Hunan area of Nanling region[J].Land & Resources Herald，2023，20（04）：10-27+65.

摘  要： 南嶺地区湖南段是我国重要的钨锡矿产基地，也是锂铌钽等稀有金属聚集区，区内大陆地壳受多期次的沉积、构造、岩浆循环作用而不断趋于成熟，促使锂等金属不断在晚次花岗岩中富集。本文系统梳理了区内各时期花岗岩中锂含量特征及锂矿富集规律，发现从加里东期花岗岩至燕山期花岗岩中锂元素含量平均由25 ppm富集至406 ppm，锂含量呈现逐渐升高的变化趋势，表现为区内锂的地球化学异常与燕山期的花岗岩套合较好，显示出锂矿化与燕山期花岗岩（160—90 Ma）在时空上存在密切联系。通过对成矿地质条件分析，厘定出花岗岩型锂矿（尖峰岭）和云英岩型锂矿（正冲）两类主要锂矿类型。本文认为复式花岗岩结晶分异晚期形成的云英岩和白云母花岗岩顶部是锂成矿有利部位，据此建立了南岭地区湖南段锂矿找矿预测模型。在总结区域花岗岩型锂矿成矿特征的基础上，划分了8处（V1-V8）锂矿成矿远景区，初步预测了南岭地区湖南段锂矿资源潜力达4 955 100 t，显示出巨大的锂矿成矿潜力，是今后寻找花岗岩型锂矿的主要方向。

关键词：花岗岩型锂矿；成矿特征；矿产资源预测；南岭地区湖南段

中图分类号：P595           文献标志码：A           文章编号：1672-5603（2023）04-10-18

Metallogenic Characteristics and Resources Prediction of the Granite-type Lithium Deposits in Hunan Area of Nanling Region

Huang Jianzhong1，Sun Ji2， Wen Chunhua2，Chen Jianfeng2，Zeng Guangqian2， Sheng Dan3，Xu Yimig4，Zhang Xiong5，Xu Ruochao2

（1.Geological Bureau of Hunan Province， Changsha Hunan 410014; 2. Hunan Institute of Geological Survey， Changsha  Hunan 410114; 3. Hunan Planning Institute of Land and Resources， Changsha Hunan 410119; 4.Mineral Resources Investigation Institute of Hunan Province; 5. Survey and Monitoring Institute of Hydrogeology and Environmental  Geology of Hunan Province， Changsha  Hunan 410014）

Abstract： The Hunan area of the Nanling region is an important tungsten-tin mineral base in China， as well as an accumulation area of rare metals such as Lithium， Niobium and Tantalum. The continental crust in the area is becoming mature due to multiple periods of sedimentation， structure and magma cycle， which promotes the enrichment of lithium and other metals in late granites. This article systematically summarizes the characteristics of lithium content and the enrichment patterns of lithium deposits in granite from different periods in the area. It is found that the lithium element content in granite from the Caledonian period to the Yanshanian period is enriched from 25 ppm to 406 ppm on average， and the lithium content shows a gradually increasing trend. This is manifested by the geochemical anomalies of lithium in the area， which are well integrated with the Indosinian and Yanshanian granite. It shows a close spatiotemporal connection between lithium mineralization and Yanshanian granite （160-90Ma）. By analyzing the geological conditions of mineralization， two main types of lithium deposits have been identified： granite type lithium deposits （Jianfengling） and greisen type lithium deposits （Zhengchong）. It is considered that the top of greisen and muscovite granite formed in the late stage of crystallization differentiation of compound granite is the location of lithium mineralization. Based on this， a prediction model for lithium ore prospecting in the Hunan area of the South Range is established. On the basis of summarizing the metallogenic characteristics of regional granite type lithium deposits， eight （V1-V8） lithium mineralization prospects are divided， and it is preliminarily predicted that the potential of lithium resources in the Hunan area of the South Range will reach 4.955 1 million tons， showing a huge potential for lithium mineralization， which is the main direction of looking for granite type lithium deposits in the future.

Keywords： granite-type Li deposits; metallogenic characteristics; mineral resources prediction; Hunan area of the Nanling region

0 引言

锂（Li）是全球公认的战略性矿产资源，当前以锂为原材料的电池广泛应用于电动汽车和储能等领域，在国家能源转型以及实现“双碳”目标的推进过程中有着举足轻重的地位。

卤水型锂矿和花岗伟晶岩型锂矿是自然界中传统的两种主要锂矿床类型，而花岗岩型锂矿因其矿石品位偏低，长期以来仅被用于低端陶瓷工业。随着我国近年新能源产业的高速发展，锂资源的需求量急剧增长，具有规模大、适合露天开采特征的花岗岩型锂矿在选冶技术上得到不断突破，目前得以规模化开采与应用。该类型锂矿不仅成为了我国锂资源供应的重要来源以及市场争夺的热点[1]，也成为了地质矿产界关注的焦点。

南岭地区湖南段广泛发育各时代的花岗岩，不仅是钨锡等金属矿床的富集地，也是花岗岩型锂矿的聚集区。湖南省近年在该区锂矿勘查工作持续推进，新发现了一批重要的锂多金属矿产地，显示了该区十分优越的锂多金属找矿前景。本文在梳理该区花岗岩型锂矿勘查找矿与研究成果的基础上，总结了花岗岩型锂矿的地质特征，提出了下一步找矿的方向，以期为该区花岗岩型锂矿成矿作用的研究及区域找矿勘查工作提供借鉴和参考。

1 成矿地质背景

南岭地区湖南段区域构造位置处于南岭中段，呈近东西向横跨在华南大陆扬子地块、钦杭成矿带以及华夏地块之上（图1a）。该区经历了从新元古代时期古华南洋的俯冲、闭合[2]、成冰纪（—760Ma）到晚奥陶世的板内沉积作用[3-4]、晚奥陶世—早泥盆世的陆内褶皱变形以及大规模岩浆活动、晚泥盆世—中三叠世的板内沉积作用[5]和岩浆活动、以及晚侏罗世—早白垩世古太平洋板块俯冲引发强烈伸展作用及大规模岩浆活动等。在这一系列多期次沉积、构造热事件以及岩浆活动的影响下，沉积岩中富锂粘土矿物在变质过程中活化并转移到新的富锂矿物中富集，在地壳的深熔过程则使得锂元素重新释放出来并在花岗岩浆中进一步聚集[6]，伴随地壳物质的多期循环作用，促使该区锂等金属元素持续得到富集，孕育了该区大规模锂多金屬矿床的成矿作用。

区内花岗岩十分发育（图1b），成岩期先后有武陵期、加里东期、印支晚期和燕山期，分布较广的主要有加里东期、印支晚期和燕山期三期岩浆岩。

加里东期花岗岩：湘南中东部的彭公庙岩体、东风岩体以及南部的雪花顶岩体形成于加里东期，与南华系—奥陶系呈侵入接触，与泥盆系呈沉积接触[7-11]。成岩年龄多为440—420 Ma。在该地区加里东期花岗岩体中，万洋山岩体Li含量介于25～105 ppm，平均为59 ppm[39]；彭公庙岩体Li含量介于16～56 ppm，平均为31 ppm[34]；雪花顶Li含量介于18～31 ppm，平均为25 ppm[33]；综合这几个岩体加里东期岩体Li的加权平均含量为35 ppm。

印支晚期花岗岩：关帝庙、五峰仙、阳明山、塔山岩体等形成于印支期[12-14]；苗儿山岩体、越城岭岩体由加里东期和印支期的花岗岩构成[8-9， 22-24] 。成岩年龄多为230—210 Ma。在印支期的岩体中，邓阜仙岩体的Li含量介于57～102 ppm，平均为74 ppm[40]；锡田岩体Li含量介于79～387 ppm，平均为224 ppm[25]；关帝庙岩体Li含量介于52～103 ppm，平均为77 ppm[41]；阳明山岩体Li含量介于33～356 ppm，平均为179 ppm[14]。这些印支期岩体的Li加权平均含量为147 ppm。

燕山期花岗岩：骑田岭以及香花岭地区的多个小岩株形成于燕山期[15-16]；万洋山—诸广山岩体则有加里东期、印支期和燕山期的花岗岩出露[17-21] ；邓阜仙岩体、锡田岩体、大义山岩体则是由印支期和燕山期花岗岩构成的复式花岗岩[25-30]。燕山期花岗岩年龄多介于160—90 Ma。在该区燕山期的花岗岩体中，骑田岭岩体的Li含量介于42～133 ppm，平均为84 ppm[42]；瑶岗仙岩体的Li介于112～367 ppm，平均为192 ppm[43]；邓阜仙岩体的Li介于112～367 ppm，平均为192 ppm；锡田岩体的Li含量介于173～717 ppm，平均为406 ppm[44]；诸广山燕山期岩体的Li含量介于172～192 ppm，平均为183 ppm[45]；千里山岩体的Li含量介于46～285 ppm，平均为188 ppm[46]；上堡岩体的Li含量介于530～1 310 ppm，平均为890 ppm[47]。计算得到这些燕山期岩体的Li加权平均值为329 ppm。

综上所述，在整个南岭地区湖南段，随着花岗岩的年龄由老到新，其Li含量呈现出明显增高的趋势。部分燕山晚期花岗岩岩体即为矿体，如区内晚白垩世形成的上堡岩体，其侵位年龄为87—86 Ma[47]，代表的是区域内最晚侵入次的花岗岩，其Li2O的含量可达1%以上。在同一复式岩体的不同时代形成的花岗岩单元内，如邓阜仙和锡田的印支期和燕山期花岗岩，以及万洋山—诸广山岩体加里东期和燕山期的花岗岩，随花岗岩侵入年代更年轻，其Li含量增高的现象尤其明显。

在花岗岩的成因类型方面，苗儿山北西部小规模出露的武陵期花岗岩具有壳幔混溶的特征[32]，兼具有S型和I型花岗岩的特征；越城岭岩体、万洋山岩体、雪花顶加里东期花岗岩岩体为以壳源为主的壳幔混合成因花岗岩，早期花岗岩属于I型花岗岩，中晚期属于S型花岗岩，I 型花岗岩主要由变质中基性火成岩部分熔融形成，S 型花岗岩的源区主要为变杂砂岩、变质泥岩[9-10， 33]；苗儿山与彭公庙加里东期主体花岗岩属S型花岗岩，且源岩为中、上地壳变质砂、泥质岩石[8， 34]；印支期的花岗岩多以壳源的S型花岗岩为主，少数具有幔源的特征[35]；除S型和I型外，A型花岗岩[36-37]也是该地区燕山期花岗岩的主要类型。

在该区1∶20万水系沉积物测量Li元素异常图（图2）上可看出，除衡阳地区的Li元素异常外，其它地区的Li元素异常形态与花岗岩岩体形态套合较好，显示出为花岗岩所致异常的特征。其中区内加里东期的花岗岩体，苗儿山—越城岭岩体、万洋山—诸广山岩体、彭公庙岩体以及雪花顶岩体内基本没有明显Li元素异常带发育，整个区域Li异常的浓集明显地区主要为锡田岩体、阳明山—塔山—大义山一带、香花岭一带以及九嶷山岩体的北西部，其次在骑田岭岩体南部和瑶岗仙地区也有分布。这些岩体的形成时代主要为燕山期，其次为印支期，这也与统计得到的该区域各时代花岗岩中的Li元素背景值的结果相契合。而衡阳地区的Li元素异常可归因于浅地表过程对周围含锂花岗岩的改造，使其成为了中新生代衡阳盆地沉积物的溯源区[6， 48]。

2 花岗岩型锂矿的时空分布规律

2.1 锂矿床类型

到目前为止，湖南已发现的锂矿床最主要的类型为硬岩型：包括花岗伟晶岩型、蚀变花岗岩型、云英岩型。其中花岗伟晶岩型锂矿床以湘东北平江传梓源为代表；蚀变花岗岩型锂矿床以南岭地区湖南段临武尖峰岭、耒阳市上堡、桂阳县辉山为代表；云英岩型锂矿床以道县正冲为代表。目前在湘西北地区发现有黏土型锂矿，但规模不清，湖南省内暂未发现盐湖型锂矿。

2.2 矿床空间分布

锂矿床具有带状分布特征。区域上总体沿郴州—临武断裂分布，向北东进入江西境内，向南西进入广西、广东。湖南省内矿床主要分布于道县正冲、临武尖峰岭、耒阳上堡、桂阳辉山、茶陵锡田等地区，总体上为多期次的复式花岗岩，成矿地质体往往与较晚侵入次的花岗岩密切相关。

蚀变花岗岩、云英岩分布于岩体中上部或边部。从道县正冲锂铷矿床、临武尖峰岭矿床、耒阳上堡矿床、桂阳辉山矿床和大冲里矿床来看，云英岩化花岗岩—云英岩由于相较于正常的花岗岩、大理岩化灰岩（灰岩）抗风化能力强，其地形地貌往往形成正地形，主要分布于岩体中上部或边部。锂矿主要分布于复式岩体顶部及边部，就位于岩体与地层接触部位。锂-氟挥发份等往往远距离迁移至岩体顶部或围岩接触带富集。因此，晚期次侵位的中-细粒白云母花岗岩或云英岩有利于形成锂矿体。

蚀变花岗岩、云英岩具有蚀变分带特征。下部绿帘石化花岗岩带位于钠长石化花岗岩带下部，岩石肉眼尺度多表现为泛绿色—浅绿色色调，主要为长石绿帘石化，绿帘石沿长石边部交代花岗岩中的斜长石。交代的过程中，钠迁移进入流体相，成矿流体碱性增强，有利于Li、Rb等元素活化迁移。中部钠长石化花岗岩带位于绿帘石化花岗岩带上部，云英岩化花岗岩下部。成矿流体与岩石反应，钠质交代钾长石，形成条纹长石。上部云英化花岗岩（云英岩）由于中部钠长石化过程消耗了大量的Na离子，成矿流体中碱活度降低、H+活度升高，从而岩石中黑云母、斜长石被交代，成矿流体中Li进入云母，形成铁锂云母。

2.3 成矿年代格架

尽管区域上大面积出露各时代的花岗岩，但与锂矿床成矿作用相关的花岗岩的形成年代主要为燕山期，与华南其它地区类似，几乎所有特大型、大型的锂多金属矿床都与燕山期的构造—岩浆活动有关[49]，这是由于该区发生的多期构造岩浆事件致地壳物质发生多期循环，不同期次的花岗岩叠加，造成锂等成矿元素的活化和再富集，促使侵入时代晚的花岗岩发生了更大规模的成矿作用[50]。

蚀变花岗岩型锂矿和云英岩型锂矿主要形成于晚侏罗纪、晚白垩纪。在已探明或新发现的锂矿床（点）中，正冲锂铷矿床矿石全岩Rb-Sr年龄为153—142 Ma；尖峰嶺锂铌钽多金属矿床白云母Ar-Ar年龄158.7±1.2 Ma；2022年湖南省锂矿调查专项在香花岭地区发现的锂矿与尖峰岭矿床在空间上均受控于同一岩体，亦形成于燕山期；桂阳县大冲里矿区和辉山坪矿区均集中于区内的大义山岩体东部，两件含矿花岗岩锆石U-Pb年龄分别为155.17±0.58 Ma、152.38±0.69 Ma；上堡地区蚀变花岗岩侵位年代为87—86 Ma[47]；湘东锡田和邓阜仙岩体锆石U-Pb年龄表明两者均由印支期（224—226 Ma）和燕山期（151—153 Ma）两期花岗岩构成的复式岩体，锡田矿床含矿石英脉中辉钼矿 Re-Os 等时线年龄为 149.7±0.9 Ma，白云母 Ar-Ar 年龄为 149.5±1.5 Ma 和 149.4±1.5 Ma，邓阜仙矿石中共生云母Ar-Ar年龄为148±1.1 Ma，铌钽锰矿U-Pb年龄为157.9±4.0 Ma—153.4±2.6 Ma。

3 典型锂矿床特征

3.1 临武县尖峰岭锂铌钽金属矿床

尖峰岭矿区（图3）属于香花岭锡多金属矿田的一部分，是该区内一处大型花岗岩型铌、钽、锂稀有金属矿床。寒武系变质砂岩大面积分布于矿区北西部，泥盆系碳酸盐岩围绕花岗岩分布，石炭系灰岩仅出露于矿区东南角。区内断裂构造与成矿关系密切，断裂构造既是岩浆上升的通道，同时又是深部成矿热液上升的通道，控制岩体和矿床的分布。区域性北东向断裂构造控制了岩体的就位，次一级的北东向与北西向断裂构造控制了云英岩化与矿体的分布[51]。

区内锂多金属矿体赋存于花岗岩内部，花岗岩具有明显的岩性分带特征，自上而下可分为7个带（图4），依次为：

云英岩带（Ⅰ带）：为石英—黄玉云英岩。位于尖峰岭岩体顶部，本带厚约2～3 m，呈灰白色，由烟灰色石英、黄玉和铁锂云母组成（图5a），该带锂矿化最富，其中Li2O含量达0.82%。

钠长石花岗岩风化带（Ⅱ带）。分布于Ⅰ带外围，呈不完整环带状（图3），厚度4～20 m，呈白色，浅地表花岗岩风化成高岭土（图5b）。矿物组成主要为钠长石、斜长石、石英和云母等，钠长石呈白色板状，见有绢云母化，本带中Li2O的含量基本在0.3%以上。

钠长石花岗岩带（Ⅲ带）：紧接Ⅱ带之外围，呈完整环带分布，垂向上位于Ⅱ带之下，厚度约20～100 m（图3）。岩石呈白—灰白色，中细粒花岗结构，矿物主要由乳白色石英、斜长石、条板状钠长石和含锂白云母云母组成，另含黄玉及少量紫色萤石等。本带Li2O的含量多介于0.2%～0.3%之间。

斜长石花岗岩带（Ⅳ带）：分布在Ⅲ带外围，厚度约20～80 m。中细粒花岗结构，矿物以浅棕色黑鳞云母、微斜长石为主，局部见方铅矿等硫化物。本带Li2O的含量多介于0.1%～0.2%之间。

斜长石—钾长石花岗岩带（Ⅴ带）：分布于Ⅳ带外围，厚度约30～80 m。中粒斑状结构，颜色为白色至肉红色。矿物组成主要为钾长石、斜长石、黑鳞云母和石英。本带Li矿化较差，其品位大多低于0.1%。

钾长石花岗岩带（Ⅵ带）：分布于山脚一带，面积广，厚度约80～150 m。呈肉红色，中粒花岗结构。岩性与Ⅴ带相比，黑云母片度增大，颜色棕色加深；长石以钾长石为主，颜色更显红，本带基本无锂矿化。

黑云母花岗岩带（Ⅶ带）：紧接Ⅵ带，岩石为半自形粒状结构，颜色为淡红色，矿物组成为石英、微斜长石和黑云母。云母主要为黑云母，片度大，多呈单片状；石英为烟灰色；微斜长石为淡红色。

需要指出的是，上述Ⅰ—Ⅶ带除顶部的云英岩带外，其它的界线不清，整体呈渐变演化过渡的特征。Li多金属主要集中在Ⅰ—Ⅲ岩相带中，由上往下Li的含量呈逐渐降低的趋势。七个岩相带在垂向上，从下往上呈现出结晶分异程度越来越高的现象，促使Li等不相容元素在顶部一带富集，是该区Li多金属成矿的主要因素。事实上，大多数Li多金属矿床内的富集作用均与尖峰岭地区类似。

3.2道县正冲锂-铷-铯矿床

矿区位于东西向九嶷山岩浆构造带的西部。区内断裂构造十分发育，其中以NE和NW向两组最发育，其次为近SN向组。NE向断裂形成于加里东期，呈带状近平行分布，具先张扭、后压扭等多期活动特征，总体走向35°，为矿区云英岩锂矿的主要容矿构造。

矿区岩浆岩十分发育，金鸡岭岩体（γ52-1）为燕山早期第一阶段的产物，广泛分布于矿区南部及西部。岩性主要为粗中—粗粒斑状黑云母二长花岗岩。细粒黑云母花岗岩（γ52-3）为燕山早期第三阶段产物，在深部呈岩基产出，常沿断裂构造以细粒黑云母花岗岩脉产于金鸡岭岩体内。另有斑状黑云母花岗岩（γ52-2）为金鸡岭岩体燕山早期第二阶段的产物，主要产于矿区外围南部（图6A）。

不同于以尖峰岭矿区为代表的花岗岩型锂矿床（点），该区的锂矿赋矿地质体为云英岩，云英岩规模较大，呈岩株产出（图6B），其长约300 m，宽约20～60 m，云英岩即为锂矿体，锂金属主要赋存在铁锂云母中。矿区勘查资料表明，主要的云英岩型锂矿体分布于中深部中细粒碱性花岗岩顶部F2、F3围限的区域；花岗岩型锂矿受控于碱性花岗岩与上部岩石接触带，分布范围更广（图7）。湖南紫金锂业有限公司目前在该区的勘查成果显示，矿区所查明的资源量中，品位达0.3%以上的Li2O达48.07×104  t，云英岩主要矿物组成为石英、铁锂云母和黄玉，局部含长石（图5c）。

关于云英岩的成因部分学者认为其是围岩花岗岩受后期的流体蚀变发生云英岩化所致[53]，但更多的证据表明云英岩的分布与矿区F2、F3等断裂构造密切相关。无论是在地表还是在深部（图5d， e），云英岩与花岗岩的接触界线平直，呈明显突变特征，受多期次岩体侵入，晚期碱性花岗岩分异形成的含矿流体沿相同的构造向上迁移并导致沿上部早期蚀变花岗岩中分布的弧形节理进一步蚀变，从而显示两者为“侵入接触”关系（图7）；云英岩中的黄玉斑晶有明显熔体包裹体[52， 54]；石英在阴极发光条件下显示有原生的生长环带、石英的Ti微量元素计算得到的温度明显高于热液石英温度等[54]显示复式花岗岩发生多级原地结晶作用，促使岩浆房中的挥发分和不相容元素得到超级富集，是该区锂多金属成矿的原因。

正冲和尖峰岭代表了南岭地区湖南段最主要的两种锂矿床，锂金属主要赋存于云英岩及蝕变花岗岩中。除此之外，通过调查发现，在界牌岭矿区隐伏的花岗斑岩岩株以及香花岭矿区的细晶岩脉也有较高的锂含量。

4 花岗岩演化与锂矿富集规律

区域上的花岗岩型锂矿的锂金属主要赋存于云母类矿物如铁锂云母和含锂白云母内，其中云英岩中的锂含量是整个区域最高的，通常认为后期流体交代花岗岩发生云英岩化是致锂富集的重要过程。但除了正冲以外，其它地区如癞子岭、尖峰岭岩体顶部的云英岩呈层状覆盖于钠长石花岗岩的顶部[52， 55-57]，在有些地区或呈脉状沿构造裂隙穿插于花岗岩体内[50]，其厚度一般介于1～3 m，尽管云英岩中锂含量高，但一般总体因其体积小而无法构成很大规模，而钠长石花岗岩往往具有较大规模，厚几十米到数百米，因此，钠长石花岗岩是整个区内最主要的花岗岩型锂资源载体。

花岗岩体内锂等稀有金属的大规模富集与区域构造—岩浆活动密不可分，大陆地壳的高度成熟、花岗岩的高分异演化、成矿流体的交代蚀变是锂等富集的主要原因[2]。王登红等认为“多旋回深循环内外生一体化”是锂的超常富集机制[58]，即沉积作用过程是锂的首次富集，而沉积岩的部分熔融形成的花岗岩促成了锂的第二次富集。该地区发生在前侏罗纪的多期沉积、构造—岩浆事件，特别是武陵期、加里东期和印支期多时代花岗岩的叠加，促使该区地壳物质多期循环，使得不断成熟的大陆地壳中的锂等稀有金属得到了初步的富集[2， 49]，晚侏罗世到早白垩世时期，在古太平洋板块俯冲回撤后的伸展构造背景下，史上最大规模的花岗岩浆作用促使锂等金属进一步迁移和聚集，为该区形成锂多金属的矿集区提供了物质保障。

花岗岩浆结晶分异作用同样是控制锂等金属迁移与富集的关键因素[59]，随着岩浆结晶分异作用的进行，可形成不同类型的花岗岩，如黑云母二长花岗岩、二云母二长花岗岩、白云母二长花岗岩、白云母钠长花岗岩以及电气石花岗岩等，花岗岩浆呈现出明显向酸性、碱性、和稀有金属元素富集方向演化的特征[60-61]，于是云母中的锂等稀有金属元素含量持续升高[62]。另外，晚期岩浆流体可分异出富锂岩浆热液，其交代早期花岗岩发生云英岩化等蚀变促成了锂等金属的再一次富集，因此，岩体顶部的云英岩代表了最高的岩浆分异程度[2]。在该地区，云英岩一方面是锂金属重要的赋矿岩石，另一方面也是寻找花岗岩型锂矿重要的标志。在岩浆结晶分异作用所形成的不同类型花岗岩过程中，从早到晚，不同岩性单元的岩体的规模呈现出不断变小的特点，赋矿的高分异的花岗岩分布于岩体顶部，因此富锂的花岗岩一般为燕山期复式岩体的晚期岩石，产于高分异花岗岩的上部或前突部位[63]，在构造位置上，该类型岩石一般位于褶皱背斜核部，如尖峰岭锂多金属矿出现于南北褶皱带的穹隆区，或位于两组断裂的交汇部位，如正冲等。

5 湘南地区锂矿成矿潜力分析

5.1 花岗岩型锂矿找矿预测模型

综合上述尖峰岭和正冲典型锂矿床、预测工作区成矿要素特征及物化遥等综合信息特征，分析各因素与该类型矿床的成因关系，确定预测工作区的必要、重要和次要预测要素如下：

必要预测要素：成矿时代：燕山期；大地构造位置：九嶷山—骑田岭岩浆岩带；围岩：侏罗纪（燕山期）二云母二长花岗岩（云英岩化）；岩浆岩：二云母二（正、碱）长花岗岩等；断裂构造；围岩蚀变等。

重要预测要素：矿体规模、形态及产状、找矿标志、Li、As、W、Sn等元素化探异常、剩余重力异常、遥感解译构造等。

次要预测要素：矿物组合、结构构造、航磁异常、遥感羟基、铁染异常、重砂异常等。

湘南花岗岩型和云英岩型锂矿预测工作区预测要素表见表2。

根据预测要素研究结果，以预测工作区成矿要素图和区域成矿模式图为基础，全面研究工作区内锂矿成矿地质特征，结合区内物化遥综合信息特征，通过信息转换和有效预测要素的提取，编制了预测工作区的预测要素表（表2）和预测模型图（图8）。

5.2 锂矿找矿远景区

在对该地区花岗岩型锂矿成矿特征研究的基础上，本次初步划定了在该区寻找锂矿的8个远景区（V-1—V-8）（图9），各远景区简要情况如下。

V-1：位于邓阜仙岩体、锡田岩体一带，印支—燕山期的构造、岩浆活动强烈，广泛发育二云母二（正、碱）长花岗岩（J2ηγ），区内有多个钨、锡、铌钽、萤石矿床（点）。其中，茶陵县邓阜仙岩体内的白水冲、千子山细粒二（白）云母正（碱）长花岗岩，具有高硅、贫钛磷的特征，花岗岩SiO2含量为72.86%，TiO2含量0.11%，P2O5含量0.05%，K2O/Na2O比值1.3。茶陵县锡田大湖岩体黑云母二长花岗岩SiO2含量为73.19%，TiO2含量0.11%，P2O5含量0.03%，K2O/Na2O比值1.72，F含量3 222×10-6。该区航磁化极△T为-75 nT，锂地球化学异常主要分布于邓阜仙、锡田等岩体中心，Li 异常具三级浓度分带，浓集中心位于复式岩体中的晚侵入次岩株部位，浓度中心Li 含量＞164.58×10-6。燕山期花岗岩中的锂含量邓阜仙岩体的Li值介于112～367 ppm（平均为192 ppm），锡田岩体的Li含量介于173～717 ppm（平均为406 ppm）[44]。茶陵湘东钽铌矿床中少量样品Li2O品位0.24%；锡田钨锡矿中云英岩脉十分发育，其Li2O含量可达0.25%～0.72%，二云母二长花岗岩中的Li2O含量达0.18%。

V-2：位于万洋山—诸广山一带，远景区内加里东、印支、燕山期的构造、岩浆活动强烈。其中桂东县诸广山北体白云母碱长花岗岩具有高硅、贫钛磷的特征，花岗岩SiO2含量为74.58%，TiO2含量0.09%，P2O5含量0.03%，K2O/Na2O比值1.53，F含量1 332×10-6，Nb/Ta比值4.45，Zr/Hf比值20.65，Li含量可达2 865×10-6，花岗岩均发育云英岩化、白云母化、钠长石化等蚀变，区内见有多个钨、锡、铀、萤石矿床（点），成矿地质条件与找矿前景较好。区内航磁化极△T为-25～-50 nT；锂地球化学异常主要分布于万洋山—诸广山岩体复式岩基的晚期岩体中，诸广山燕山期岩体的Li含量介于172～192 ppm，平均为183 ppm[45]，Li 异常具三级浓度分带，围绕燕山期花岗岩分布，浓度中心Li 含量＞133.87×10-6。

V-3：位于千里山—瑶岗仙岩体一带，区内锂、钨、锡、萤石等矿床（点）十分发育，瑶岗仙岩体二云母二长花岗岩以及界牌岭矿区发育黄玉花岗斑岩—石英斑岩。其中瑶岗仙岩体二云母二（正、碱）长花岗岩具有高硅、贫钛磷的特征，花岗岩SiO2含量为75.15%，TiO2含量0.03%，P2O5含量0.04%，K2O/Na2O比值1.49，F含量6 521×10-6，Nb/Ta比值2.87，Zr/Hf比值22.9。宜章界牌岭岩体黄玉花岗斑岩—石英斑岩，SiO2含量为73.67%，TiO2含量0.17%，P2O5含量0.04%，K2O/Na2O比值3.54，F含量19 395×10-6。花岗岩均发育云英岩化、白云母化、钠长石化、萤石化、黄玉化等蚀变。瑶岗仙岩体的Li值介于112～367 ppm，平均为192 ppm[43]，千里山岩体的Li含量介于46～285 ppm，平均为188 ppm[46]。航磁化极△T为-150～-70 nT；该区Li 异常具三级浓度分带，主要分布于岩体中的晚次岩株。其中界牌岭花岗岩斑岩Li2O 品位0.15～1.07%（13 件平均值为0.49%）、云英岩Li2O 品位0.11～1.12%（15件平均值为0.54%）、含热液萤石脉灰岩Li2O 品位0.03～0.74%（10件平均值为0.24%）。

V-4：远景区呈东西向横跨阳明山岩体—上堡岩体一带，区内锂、锡、铌钽、高岭土矿床（点）十分发育，印支—燕山构造岩浆活动强烈，锂成矿地质条件和找矿前景十分优越。其中，双牌县阳明山（白菓市）二云母—白云母二长花岗岩具有高硅、贫钛磷特征，SiO2含量为74.61%，TiO2含量0.14%，P2O5含量0.03%，K2O/Na2O比值1.21，F含量4 400×10-6，Nb/Ta比值4.88，Zr/Hf比值16.61。桂阳县大义山岩体黑云母二长花岗岩SiO2含量为74.30%，TiO2含量0.13%，P2O5含量0.17%，K2O/Na2O比值1.36，Nb/Ta比值6.74。耒阳市上堡岩体一般SiO2含量72.02%，TiO2含量0.12%，P2O5含量0.01%，K2O/Na2O比值1.05，Nb/Ta比值3.17，Zr/Hf比值29.80，F含量8 598×10-6。上述花岗岩均发育云英岩化、白云母化、黄玉化等蚀变。航磁化极△T为-75～150 nT。阳明山岩体Li含量介于33～356 ppm，平均为179 ppm［14］，而上堡岩体的Li含量高达530～1 310 ppm，平均为890 ppm［47］。锂元素地球化学异常主要分布于陽明山、塔山、大义山等岩体中心，Li 异常具三级浓度分带，异常中心位于复式岩体的晚侵入次岩株附近，浓度中心Li 含量＞164.58×10-6。上堡岩体内的花岗岩、似伟晶岩壳Li2O 品位介于0.1%～1.44%（55 件平均值为0.44%），大义山岩体内的辉山、大冲里云英岩化花岗岩Li2O 品位0.1%～0.87%（1 357 件平均值为0.22%）。

V-5：远景区位于骑田岭岩体南部—香花岭一带，区内锂、钨、锡、铌钽矿床（点）十分发育。其中，临武香花岭岩体二云母正（碱）长花岗岩具有高硅、贫钛磷的特征，花岗岩一般SiO2含量73.09%，TiO2含量0.03%，P2O5含量0.02%，K2O/Na2O比值6.88，F含量45 900×10-6。Nb/Ta比值2.76，Zr/Hf比值23.24。Li含量可达2 954×10-6。宜章骑田岭西体二云母正长花岗岩，一般SiO2含量73.95%，TiO2含量0.19%，P2O5含量0.14%，K2O/Na2O比值1.61，F含量1 944×10-6。上述花岗岩均发育白云母化、云英岩化、钠长石化、锂云母化、黄玉化等蚀变。航磁化极△T为-50 nT；锂地球化学异常主要分布于川口、东岗山、丫江桥等岩体中心，Li异常具三级浓度分带，主要分布于临武香花岭岩体、宜章骑田岭西体南部，浓度中心Li含量＞164.58×10-6。尖峰岭铌钽锂矿床Li2O品位0.13%～0.82%，杉木溪铷矿床Li2O品位0.147%～0.382%（13件平均值为0.25%），条纹岩铍矿床Li2O平均0.38%，癞子岭岩体Li2O品位0.1%～1.54%（36件平均值为0.74%）。

V-6：位于金鸡岭岩体西部一带，道县金鸡岭岩体二云母正（碱）长花岗岩具有高硅、贫钛磷的特征，花岗岩一般SiO2含量74.56%，TiO2含量0.17%，P2O5含量0.08%，K2O/Na2O比值1.62，F含量2 136×10-6，Nb/Ta比值5.15，Zr/Hf比值20.16。Li含量可达248×10-6。花岗岩均发育云英岩化、白云母化、钠长石化等蚀变。航磁化极△T为-100～-125 nT；鋰地球化学异常主要分布于岩体中心，Li异常具三级浓度分带，主要分布于复式岩体中的晚次岩株，浓度中心Li含量＞164.58×10-6。

V-7：位于越城岭岩体一带，越城岭黑云母二长花岗岩具有高硅、贫钛磷的特征，花岗岩SiO2含量为75.29%，TiO2含量0.16%，P2O5含量0.01%，K2O/Na2O比值1.68，F含量850×10-6，Nb/Ta比值5.25。上述花岗岩均发育云英岩化、白云母化等蚀变。航磁化极△T为-25 nT；锂地球化学异常主要分布于越城岭岩体中心，Li异常具三级浓度分带，主要分布于复式岩体中的晚次岩株，浓度中心Li含量＞133.87×10-6。区内见有钨矿床产出，岩体南部广西境内目前发现有伟晶岩型铌钽矿床，显示出该印支期岩体具备高分异花岗岩的特征。经初步调查发现，该区见有云英岩化、白云母化等蚀变，结合区内发育Li异常的特征，认为该区为寻找锂矿的有利地段。

V-8：位于崇阳坪岩体—瓦屋塘岩体一带，瓦屋塘晚三叠世二长花岗岩（T3ηγ）围岩为南华纪—寒武纪的变质砂岩、砂质板岩。花岗岩SiO2含量为70.99%～71.41%，TiO2含量0.38～0.40%，P2O5含量0.12%～0.42%，K2O/Na2O比值1.49～1.61，F含量750×10-6，Nb/Ta比值1.68，Zr/Hf比值35.12。Li含量可达116～216×10-6。岩体内部发育广泛的基性岩脉，岩体发育白云母化、云英岩化等蚀变。航磁化极△T为-50 nT；锂地球化学异常主要分布于瓦屋塘岩体内，Li异常具三级浓度分带，主要分布于复式岩体中的晚次岩株，浓度中心Li含量＞133.87×10-6。目前未发现有铌钽锂矿点，但区内石英脉型钨矿床（点）十分发育，钨矿与区内印支期高分异花岗岩具备成因联系，区内锂地球化学异常主要分布于瓦屋塘岩体内，Li 异常具三级浓度分带，该远景区和V-7远景区均是省内寻找印支期花岗岩型锂矿的重要突破区域。

5.3 锂矿成矿潜力预测

本次重点对燕山期花岗岩体中已有勘查工作的V-1—V-6成矿远景区开展成矿潜力预测，V-7和V-8印支期花岗岩锂矿调查工作程度相对较低，本次暂未评价。

5.3.1 V-1成矿远景区潜力预测

V-1远景区分布有邓阜仙岩体和锡田岩体，湖南省水文地质环境地质调查监测所开展了锂矿调查工作，调查中发现锡田岩体北东部锂矿化较好，圈出1个最小预测区开展锂矿资源潜力分析。

（1）荷树下最小预测区锂矿特征

位于远景区锡田岩体北东部，云英岩体位于锡田黑云母花岗岩接触部位的岩突位置，见多处云英岩小岩株。其中钨锡矿区内云英岩中见钨锡矿体7个，钨锡矿资源量1.2×104  t，浅钻孔揭露多层云英岩矿体，厚度大于20 m，地表云英岩和白云母花岗岩Li2O品位为0.212%～0.467%，钻孔揭露云英岩Li2O品位为0.45%～0.581%。荷树下最小预测区面积4.86 km2。

5.3.2 V-2成矿远景区潜力预测

V-2远景区分布有万洋山和诸广山岩体带，调查中发现万洋山晚期花岗岩或岩脉锂矿化较好，湖南省水文地质环境地质调查监测所开展了锂矿调查工作，圈出2个最小预测区开展锂矿资源潜力分析。

（1）西梅垅最小预测区锂矿特征

位于万洋山花岗岩体西部，燕山晚期侵入的花岗细晶岩脉具锂矿化，走向近东西，倾向160°，倾角58°～60°，脉体长度可断续延伸近4～5 km，出露宽度8～50 m，平均宽度约20 m。地表采样分析Li2O品位为0.27%～0.74%，矿化细晶岩脉风化层厚度30 m。西梅垅最小预测区面积19.52 km2。

（2）龙凤最小预测区锂矿特征

龙凤为一高岭土矿区，为燕山晚期侵入的花岗细晶岩脉，走向北东—南西，倾向120°～150°，脉体宽度一般为10～25 m，长度延伸可达2～3 km，地表采样分析Li2O品位为0.25%～0.33%。龙凤最小预测区面积14.65 km2。

5.3.3 V-3成矿远景区潜力预测

V-3远景区分布有瑶岗仙岩体和界牌岭花岗斑岩—石英斑岩，通过调查，界牌岭萤石矿区锂矿品位较好，矿区外围花岗斑岩脉中锂矿化较弱。湖南省矿产地质调查所开展了矿区萤石、锂多金属矿勘探工作，圈出1个最小预测区开展锂矿资源潜力分析。

（1）界牌岭最小预测区锂矿特征

矿区面积1.725 km2，已估算锂矿资源量，此次评价采用矿区估算锂矿资源量数据。矿区伴生Li2O矿石量1 804.7×104 t，Li2O资源量73 425 t，Li2O平均品位0.407%。

5.3.4 V-4成矿远景区潜力预测

V-4远景区分布有阳明山岩体、大义山岩体和上堡岩体。湖南省地质调查所开展了调查工作，调查中发现大义山岩体晚期白云母花岗岩和上堡白云母花岗岩岩株锂矿化较好，圈出2个最小预测区开展锂矿资源潜力分析。

（1）灰山—大冲里最小预测区锂矿特征

灰山预测区面积1.79 km2，发现3 条矿化花岗岩锂矿化体，其中II 号矿体水平宽度在350～120 m；走向延伸长度＞3.45 km， Li2O品位0.14%～0.25%。大冲里预测区面积0.816 km2，2022年湖南省地质调查所开展了勘查工作，发现1处云英岩化花岗岩锂矿化体，平面上呈北东向带状延伸长度约480 m，向北东延伸约1 000 m后尖灭，水平宽度约490 m，云英岩化花岗岩Li2O品位为0.21%～0.34%。此次评价采用矿区估算锂矿资源量数据，灰山矿区仅II 号矿体估算矿石量18 220.42 ×104 t， Li2O 资源量40.78×104 t（其他2条矿脉工程未控制，未估算资源量），大冲里矿区矿体估算矿石量6 126.12 ×104 t，Li2O 资源量16.06×104 t，共计56.84×104 t。

（2）上堡最小预测区锂矿特征

位于上堡花崗岩体西部，预测区内分布10余处白云母钠长石花岗岩小岩株，岩体顶部见薄层状伟晶岩壳，锂云母品位达1.1%。调查发现地表白云母花岗岩小岩株锂矿化较好，采样分析Li2O 品位为0.23%～0.74%，平均品位0.309%。最小预测区面积10.68 km2。

5.3.5 V-5成矿远景区潜力预测

V-5成矿远景区内分布2处锂矿床，2022年湖南省矿产地质调查所开展了调查工作，根据勘查程度圈出3个最小预测区开展锂矿资源潜力分析。

（1）尖峰岭锂—铌钽矿床

据湖南冶金二三八队勘探成果[52]，尖峰岭矿床为一处大型花岗岩型铌、钽稀有金属矿床，伴生锂矿规模为中型。Ta2O5 9 834 t、Nb2O5 11 756 t，平均品位Ta2O50.009%、Nb2O50.011%。伴生Li2O 81 696 t，Li2O平均品位0.279%。矿区面积1.58 km2，矿体长900 m，宽200～600 m，矿体厚度20～50 m，主矿体中心最厚大于150 m。

（2）香花岭细晶岩脉锂—铌钽矿床

湖南冶金二三八队于1974—1976年开展了矿区地质工作，探获金属量Ta2O5 750 t，Nb2O5  766 t，Li2O 17 337 t，Rb2O 12 670 t，BeO 2 066 t。细晶岩脉长1 770 m，平均厚3.31 m，面积3.76 km2，脉体中Ta2O5 0.23% ～ 0.28%，Nb2O5 0.021% ～0.032%，Li2O大于0.5%。

（3）香花岭最小预测区锂矿特征

位于远景区北部，区内分布有香花岭细晶岩脉锂—铌钽矿床，岩体为癞子岭岩体，属陆壳重熔型花岗岩，呈椭圆状，长轴北西向，长2.4 km，短轴北东向，长1.3 km。癞子岭岩体的隐伏花岗岩和云英岩中锂矿化情况较好，云英岩和白云母钠长石花岗岩中Li2O品位为0.2%～1.544%，平均品位0.445%，钻孔揭露花岗岩体中Li2O品位在0.2%以上的矿体厚度为70～120 m。香花岭最小预测区面积9.76 km2。

（4）通天庙最小预测区锂矿特征

位于远景区中部，区内出露岩体为通天庙岩体和瑶山里岩体，其中通天庙岩体中Li2O品位0.188%～0.341%，钻孔揭露锂矿体厚度为65.5～111m。瑶山里岩体钻孔揭露锂矿体厚度大于70 m，Li2O品位0.2%～0.382%，物探资料显示区内存在隐伏岩体。区内鸡脚山钨锡矿区花岗岩顶部云英岩中含Li2O 0.013%～0.485%；钻孔揭露矿区内锂矿呈层状分布，见矿厚度65.5～111m，品位0.248%～0.439%。通天庙最小预测区面积23.96 km2。

（5）尖峰岭最小预测区锂矿特征

位于远景区南部，区内出露岩体为尖峰岭岩体，Li2O品位0.2%～0.710%。区内临武县泰晟矿、东山钨矿、竹子冲磁铁矿、香花铺矿均见锂矿化。其中东山竹子冲磁铁矿区钻孔揭露花岗岩体中Li2O品位大于0.2%的矿体厚度可达70.8～105.5 m。香花铺矿区钻孔揭露花岗岩体中锂矿地表品位较高（0.6%～0.7%），往深部逐渐贫化，其富矿段厚75.7 m，Li2O品位平均0.38%。亿达花岗岩采石场地表花岗岩中含Li2O 0.2%～0.5%；泰晟矿区花岗岩含Li2O 0.254%～0.395%；泡金山矿区花岗岩含Li2O 0.357%～0.541 %；杉木溪矿区花岗岩含Li2O0.147%～0.382%，平均0.245%。最小预测区面积13.46 km2。

5.3.6 V-6成矿远景区潜力预测

V-6成矿远景区内分布1处锂矿床，湖南省地球物理地球化学调查所开展了调查工作，根据勘查程度圈出2个最小预测区开展锂矿资源潜力分析。

（1）正冲最小预测区锂矿特征

位于远景区西部，据湖南紫金锂业有限公司目前在该区的勘查成果显示，正冲锂矿床所查明的资源量中品位达0.3%以上的Li2O达48.07×104 t。正冲矿床东边羊角冲地区云英岩呈岩脉产出，脉体厚度变化较大，一般在50～200 m之间。区内土壤地球化学分析Li元素含量25～596 ppm，与蚀变花岗岩分布区吻合，地表云英岩样品分析Li2O含量0.36%～0.76%。正冲矿床北边枫木坪地区分布2处小云英岩体，与正冲锂矿床具有相同成矿条件。云英岩厚度可达80余米。Li2O品位为0.50%～0.83%。最小预测区面积27.78 km2。

（2）螃蟹木最小预测区锂矿特征

位于正冲矿床东南面，区内云英岩体型矿脉受螃蟹木与金鸡岭超单元接触面附近的层节理带控制。云英岩矿体主要赋存于晚侏罗世螃蟹木超单元内。矿体（脉）产状近水平，厚度、品位不均匀。己发现30、10、13号3条矿化带，其中以30号矿化带规模最大，地表出露长约800 m，矿体厚0.5～80 m，平均厚30 m，Li2O品位为0.18%～1.53%，平均品位0.53%。最小预测区面积15.82 km2。

5.3.7 预测资源量

根据全国矿产资源潜力评价办公室发布的《预测资源量估算要求（2010年补充）》，该地区锂矿资源量估算以尖峰岭锂矿作为模型矿床，采用地质参数体积法[66]，计算公式為：

Z预=S预×H预×Ks×K×α                      （式1）

其中，Z预： 预测资源量； S预： 预测区面积； H预： 延深； Ks： 含矿地质体面积参数； K： 含矿系数； α： 相似系数。其中S预通过GIS软件换算获取， H预根据预测单元内地质工作程度确定， Ks为预测单元中含矿地质体面积和投影面积之比， K为模型区的资源总量和含矿地质体体积之比， α为预测单元的成矿概率， 由MORAS软件计算。

据尖峰岭铌钽锂矿床估算了1.58 km2范围内Li2O资源量8.17×104 t， 主矿体中心最厚大于150 m。推断尖峰岭最小预测区锂矿延深为200 m，香花岭和通天庙最小预测区钻孔揭露锂矿化特征，推断锂矿延深为120 m；正冲矿床估算了1.76 km2范围内Li2O资源量26.91×104 t，工业矿体厚度一般270～370 m，平均353.21 m，推断正冲最小预测区锂矿延深为350 m，螃蟹木最小预测区锂矿呈岩脉状，推断延深为200 m，根据前述锂矿特征、成矿规律分析相似，推断荷树下最小预测区、西梅垅最小预测区、龙凤最小预测区锂矿均为脉状，矿体规模小于螃蟹木锂矿脉，推断延深为100 m，上堡最小预测区锂矿与尖峰岭岩体相似，推断延深为120 m。各最小预测区锂矿资源量及相关参数见表3，初步预测11个最小预测内锂矿资源潜力为495.52×104 t，显示出在南岭地区湖南段花岗岩型锂矿远景区内锂矿成矿潜力巨大，是今后寻找花岗岩型锂矿的主要方向。

6 结论

（1）系统性总结了南岭地区湖南段锂矿地质条件与矿床类型，显示各时代的花岗岩中的锂含量具有随年龄从早到晚逐渐升高的特征，蚀变花岗岩型和云英岩型锂矿均与燕山期花岗岩在时空上密切相关，尤其是中侏罗世碱性花岗岩和晚白垩世碱性花岗岩可能属于区域性的成矿地质体。

（2）概括了蚀变花岗岩型和云英岩型锂矿成矿特征，复式花岗岩体内晚侵入次高分异花岗岩的顶部是寻找花岗岩型锂矿的重要部位，对于蚀变岩型和云英岩型锂矿床，云英岩化是寻找锂矿的重要标志；断裂构造和花岗岩顶部分布的弧形节理裂隙对于云英岩型蚀变分布具有显著的控制作用。

（3）基于区内花岗岩型锂矿的成矿特征，依据花岗岩岩石学、岩石地球化学、地球物理、地球化学及围岩蚀变、已有矿床分布等特征，采用最小预测区方法，在南岭地区湖南段初步划定了8个锂多金属矿床的找矿远景区，11个最小预测区，预测远景资源达495.51×104 t，成矿潜力巨大。参考文献/References

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