劉　華

(中國石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院，山東 東營　257015)

0　引言

中國東北地區(qū)中新生代盆山系統(tǒng)非常復(fù)雜，目前普遍認(rèn)為該區(qū)早白堊世存在伸展性質(zhì)的統(tǒng)一盆地，現(xiàn)今分隔的東部盆地群是由早白堊世統(tǒng)一湖盆破壞而成[1-4]。中生代之后，受東部古太平洋板塊的俯沖作用及佳木斯地體、那丹哈達(dá)地體等若干外來地體拼貼作用控制[5]，松遼盆地外圍發(fā)育眾多盆地，三江盆地是其中一個重要的油氣盆地[5]。該盆地處于中亞-蒙古構(gòu)造域東部與東北亞環(huán)西太平洋構(gòu)造帶的復(fù)合部位，對于那丹哈達(dá)嶺褶皺造山帶和佳木斯隆起起到了良好的銜接作用[6-7]。綜合地質(zhì)露頭和鉆孔資料分析表明，三江盆地內(nèi)各凹陷存在各自獨(dú)立的構(gòu)造特征和沉積特征，由西向東的基底性質(zhì)存在差異，表現(xiàn)為地塊由老變新拼合而成，不同構(gòu)造部位的蓋層和沉積巖石存在東西分異的特點(diǎn)[8-13]。目前，盆地西部綏濱凹陷發(fā)育多套煤系烴源巖，是三江盆地油氣勘探突破的重要區(qū)塊，在油氣地質(zhì)條件、構(gòu)造特征及其與油氣關(guān)系等方面已得到深入研究。受鉆井、地震資料缺乏的限制，多期構(gòu)造運(yùn)動影響的前進(jìn)坳陷油氣勘探程度較低。前人分別對西大林子凹陷中生界構(gòu)造特征和古近系烴源巖特征進(jìn)行了研究，認(rèn)為達(dá)連河組發(fā)育厚度穩(wěn)定、有機(jī)質(zhì)豐富的暗色烴源巖，具有較大的勘探前景[14]。而有關(guān)濃江凹陷構(gòu)造特征、演化及其與油氣關(guān)系的研究尚未開展，制約了對該區(qū)油氣條件的認(rèn)識和油氣勘探的進(jìn)程。本文綜合巖心、錄井、測井和地震等資料，剖析了濃江凹陷構(gòu)造特征及演化規(guī)律，進(jìn)而探討構(gòu)造活動對濃江凹陷油氣條件的控制作用，為下一步勘探工作提供借鑒。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

三江盆地是在元古界燕山期褶皺帶基礎(chǔ)上形成的中新生代斷陷盆地，在構(gòu)造上位于佳木斯隆起以東，那丹哈達(dá)嶺褶皺帶以西，具有“兩坳一隆”的構(gòu)造格局，從西向東依次為綏濱坳陷、富錦隆起及前進(jìn)坳陷[15]。其中前進(jìn)坳陷可進(jìn)一步劃分為濃江凹陷、石砬子凸起、宏勝凹陷、寶清凸起和西大林子凹陷5個次級構(gòu)造單元(圖1)。濃江凹陷位于前進(jìn)坳陷的東北部，東抵小佳河隆起、西南接石砬子凸起、西為富錦隆起、東北與俄羅斯的阿穆爾盆地相連，與宏勝、西大林子凹陷隔石砬子凸起相望，凹陷整體呈北東向展布，呈現(xiàn)兩凹一凸的構(gòu)造格局。

圖1　三江盆地構(gòu)造區(qū)劃圖(據(jù)參考文獻(xiàn)[14]，2008有修改)Figure 1　Sanjiang Basin structural zoning (after reference [14], 2008 modified)

根據(jù)鉆井、地震資料可知，前進(jìn)凹陷基底為印支-燕山中晚期褶皺基底。基底之上發(fā)育了白堊系、古近系和新近系。上白堊統(tǒng)殘存主要分布在寶清凸起及宏勝凹陷東部和西大林子凹陷的西部邊緣，古近系和新近系在前進(jìn)坳陷分布普遍。根據(jù)野外露頭、錄井、測井、地震資料，參照前人研究成果，將濃江凹陷古近系自下而上分為烏云組、新安村組、達(dá)連河組和寶泉嶺組；新近系分為富錦組和道臺橋組；上覆第四系。凹陷缺失上白堊統(tǒng)，新生界覆蓋在基底之上，具有各組地層發(fā)育齊全，保存良好、厚度大的特點(diǎn)[16-17]。

2　構(gòu)造特征

2.1　斷裂特征

濃江凹陷內(nèi)部斷裂發(fā)育，走向以北東向斷裂為主。根據(jù)地震資料，按照斷裂構(gòu)造及其規(guī)?？煞譃槿悾孩蚣墧嗔?1條)、Ⅲ級斷裂(9條)和多條Ⅳ級小斷裂(圖2)。Ⅱ級斷層(F0)位于凹陷東南部，具有持續(xù)沉降、末期局部發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，對濃江凹陷古近系的形成、發(fā)展、演化起到主要的控制作用。該斷層為規(guī)模較大、斷面較陡的深大斷裂，走向?yàn)楸睎|-西南向，長約54km，傾向?yàn)槲鞅毕?，斷面傾角60°～70°， 斷層落差大， 最大可達(dá)1 500m。該斷層下降盤古近系厚度較大，最厚可達(dá)2 700m，上升盤古近系普遍較薄。Ⅲ級斷層(F1～F9)控制了凹陷內(nèi)部的構(gòu)造格局，其中斷層F1、F2、F7和F9為近北東向斷層，F(xiàn)3、F5為北東向-北北東斷層，F(xiàn)4、 F8為北東-北東東向斷層， F6為北北東向斷層。斷層F1、F2、F4和F9延伸距離較長，為26～34km，斷層F6延伸距離最短，約為12km；斷層F1、F5、F3、F6、F8和F9傾向?yàn)闁|南方向，斷層F2、F4和F7傾向?yàn)槲鞅狈较?圖2)。地震剖面顯示，Ⅲ級斷層具有斷穿層位多，延伸距離遠(yuǎn)的特征，表明斷層活動具有較強(qiáng)繼承性。受Ⅲ級斷層分割作用，濃江凹陷形成了兩洼夾一隆、塹壘間互的構(gòu)造格局，其中F3和F4為洼陷帶和隆起帶的分割斷層；F1和F2斷層在東部洼陷帶內(nèi)夾持形成洼陷內(nèi)部的地壘帶；F8和F9控制了西部洼陷帶的形成； F3、F4、F6和F7共同構(gòu)成復(fù)雜的中央斷裂背斜帶(圖3)。

圖2　濃江凹陷古近系底面構(gòu)造圖Figure 2　Nongjiang depression Paleogene bottom surface structures

2.2　構(gòu)造樣式特征

根據(jù)斷裂性質(zhì)的不同，濃江凹陷斷裂性質(zhì)可分為張性構(gòu)造和走滑構(gòu)造兩種。張性斷層構(gòu)造樣式主要有“Y”型、階梯型、塹壘結(jié)構(gòu)和負(fù)花狀構(gòu)造等(圖4)?！癥”型構(gòu)造樣式主要發(fā)育在Ⅲ級斷層下降盤，由傾向相反的一系列Ⅳ級小斷層相交在Ⅲ級斷層上。剖面上，斷層以鏟式為主，傾角上陡下緩；平面上，Ⅳ級小斷層走向呈北東東向，與北東向的Ⅲ級斷層相交，主要分布在凹陷的北部。階梯型構(gòu)造樣式主要由Ⅲ級斷層伴生的一系列傾向一致的小斷層組成，斷面較陡，發(fā)育在中央地壘帶的兩側(cè)。平面上，Ⅳ級小斷層與Ⅲ級斷層平行，分布于凹陷的中北部。塹壘型構(gòu)造樣式主要發(fā)育在中央地壘帶，位于傾向相反的兩條Ⅲ級斷層形成的地壘塊上，由一系列傾向相反的Ⅳ級小斷層組成，斷面較為陡直。平面上，主要分布在凹陷的東北部，呈雁列式排列。濃江凹陷發(fā)育負(fù)花狀構(gòu)造，凹陷南部受拉張走滑作用的影響，形成了一系列負(fù)花狀構(gòu)造，在平面上呈雁列式排列，在剖面上則為一系列傾向相對的正斷層，斷面以鏟式為主，其傾角上陡下緩，如在測線CX-6中，斷層F0和F1之間發(fā)育的地塹式構(gòu)造。

濃江凹陷扭性構(gòu)造樣式以反轉(zhuǎn)構(gòu)造為主，由Ⅱ級控凹斷層及一系列伴生的Ⅳ級斷層構(gòu)成。濃江凹陷反轉(zhuǎn)構(gòu)造主要發(fā)育于坳陷階段后期，早期的正斷層在坳陷晚期受到南北向擠壓而產(chǎn)生反轉(zhuǎn)， 屬于正反轉(zhuǎn)構(gòu)造。如測線CX-4處，富錦組地層拱張?zhí)卣髅黠@。

圖3　濃江凹陷北西向CX_8測線地震剖面Tnf為富錦組底界、Tb4為寶泉嶺四段底界、Tb3為寶泉嶺組三段底界、Tb2為寶泉嶺組二段底界、Tb1為寶泉嶺組一段底界、Td1為達(dá)連河組底界、TE為古近系底界Figure 3　Nongjiang depression NW CX_8 line seismic section

圖4　濃江凹陷新生界構(gòu)造樣式Figure 4　Nongjiang depression Cenozoic structural patterns

3　構(gòu)造演化特征

斷層活動性的研究方法主要有生成指數(shù)法、活動速率法和古落差法等[18]。其中古落差法具有不受上升盤地層是否缺失的限制和不受斷陷盆地整體沉降幅度影響的優(yōu)點(diǎn)，地質(zhì)含義明確、易于對比斷層的活動強(qiáng)度[19]。由于濃江凹陷新生界沉積時期先后經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動，多套地層遭受剝蝕，因此選取了垂直斷層走向且斷面清楚的測線進(jìn)行古落差分析，以了解斷層在不同地質(zhì)時期的活動性(圖5)。

濃江凹陷各級斷層活動性在不同地質(zhì)時期、不同構(gòu)造位置存在著差異。F0斷層在新生代時期持續(xù)活動，在新安村組、達(dá)連河組和寶泉嶺組時期活動性較強(qiáng)，在富錦組時期活動性較弱，且在富錦組末期部分?jǐn)嗔寻l(fā)生反轉(zhuǎn)。該斷裂中段和南段的活動性強(qiáng)，而斷裂北段活動性較弱。斷層F1在新安村組、寶泉嶺組二段、三段時期斷層活動強(qiáng)烈，尤其是斷層中段活動性最為強(qiáng)烈，斷層兩端活動性相對較弱或不活動。在達(dá)連河組、寶泉嶺組一段、四段時期斷層活動較弱。斷層F2活動性存在較大的強(qiáng)弱變化，在新安村組和達(dá)連河組時期，斷層活動強(qiáng)度較大，斷層?xùn)|北段基本不活動。寶泉嶺組沉積時期斷層活動性存在較大差異，寶泉嶺組一段時期，斷層活動性較弱甚至不活動。寶泉嶺組二段、三段時期，斷層活動性逐漸加強(qiáng)，在寶泉嶺組三段時期活動性最強(qiáng)，寶泉嶺組四段、富錦組時期斷層活動性逐漸減弱。斷層F3在新生代時期持續(xù)活動，西南段斷層在新安村組活動性最強(qiáng)，之后強(qiáng)度有所降低，達(dá)連河組、寶泉嶺組、富錦組活動持續(xù)活動；北段斷層在寶泉嶺組一段至三段時期活動性持續(xù)增強(qiáng)，寶泉嶺組二、三段時期活動性最強(qiáng)，寶泉嶺組四段時期后強(qiáng)度逐漸減弱。斷層F4南段整個時期持續(xù)活動，寶泉嶺組一段活動性最強(qiáng)，斷層北段寶泉嶺組二段時期活動性最強(qiáng)。斷層F5和F6均在新安村組至寶泉嶺一段時期活動較強(qiáng)，后期具有逐漸減弱的趨勢，斷層F5在富錦組時期斷層停止活動。斷層F7除達(dá)連河時期停止活動后，其他時間持續(xù)活動，中段斷層寶泉嶺組二段時期活動性最強(qiáng)，北部寶泉嶺二段時期活動相對較弱(圖5)。

綜上所述，濃江凹陷Ⅱ級斷裂持續(xù)活動且活動強(qiáng)烈，在富錦組時期活動性減弱、發(fā)生部分?jǐn)鄬影l(fā)生反轉(zhuǎn)。各Ⅲ級斷層主要活動時期為新安村組、寶泉嶺組二段、三段時期，其次為達(dá)連河和寶泉嶺組一段時期。斷層活動性整體具有由強(qiáng)-弱-強(qiáng)-弱的變化規(guī)律。

4　構(gòu)造演化階段

晚白堊世，在依-舒地塹及敦密斷裂活動影響下，泛三江盆地基本結(jié)束，晚白堊三江盆地普遍隆升，剝蝕，被改造和破壞強(qiáng)烈，白堊紀(jì)末期形成了不整合面。由于新生代大洋板塊向西俯沖，導(dǎo)致該區(qū)晚白堊世期間形成的擠壓隆升背景發(fā)生轉(zhuǎn)變，郯廬斷裂走滑作用的加強(qiáng)，依-舒地塹在中新代殘留盆地的基礎(chǔ)上發(fā)生走滑拉分，在依-舒與敦密斷裂的共同控制下，三江等盆地發(fā)育了狹長斷陷盆地[20-21]。

依據(jù)濃江凹陷的沉積充填特征、基底與蓋層構(gòu)造，結(jié)合地震剖面、斷層活動強(qiáng)度，運(yùn)用平衡剖面法，分析了凹陷的構(gòu)造演化史。凹陷先后經(jīng)歷了初始裂陷、強(qiáng)烈斷陷、斷坳轉(zhuǎn)換、坳陷、擠壓反轉(zhuǎn)及穩(wěn)定沉降6個演化階段，經(jīng)歷了兩期沉降-抬升的構(gòu)造活動(圖6)。

圖5　濃江凹陷斷層古落差分布圖Figure 5　Nongjiang depression fault paleothrow distribution

4.1　初始裂陷階段(烏云組至達(dá)連河組時期)

烏云組至達(dá)連河組沉積時期為凹陷初始形成階段，控凹斷層開始活動，具有雙斷結(jié)構(gòu)，形成了東南斷階帶、東部洼陷帶、中央斷裂背斜帶和西部洼陷帶的構(gòu)造格局。該階段凹陷接受烏云組至達(dá)連河組沉積，發(fā)育多個半深湖沉積中心。烏云組和新安村時期，東部洼陷帶西南部和西部洼陷帶東北部為主要地層沉積區(qū)域。凹陷濱淺湖相分布廣泛，中央斷陷背斜帶地層厚度薄，西北、北部和東南邊部物源區(qū)發(fā)育扇三角洲沉積。在達(dá)連河時期，洼陷有所萎縮，東部洼陷帶沉積中心緊鄰F0斷層中段，西部洼陷沉積中心向西遷移。QC2井巖性表明，烏云組為深灰色、灰色泥巖與灰色砂礫巖、灰色細(xì)砂巖不等厚互層，夾有薄煤層，整體為扇三角洲相沉積。新安村組為灰色、深灰色泥巖與灰色泥質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)泥巖不等厚薄互層的半深湖亞相沉積。達(dá)連河組為深灰色泥巖、灰白色砂礫巖、灰色含礫細(xì)砂巖、灰色粉砂巖、炭質(zhì)泥巖、黑色煤層不等厚互層，以扇三角洲平原亞相沉積為主。受基底地形影響，該時期沉積地層與基底存在明顯超覆關(guān)系。

4.2　強(qiáng)烈斷陷階段(寶泉嶺組一段至三段時期)

寶泉嶺組時期為強(qiáng)烈斷陷階段，控凹斷層F0及Ⅲ級斷層活動劇烈，凹陷整體發(fā)生沉降，水體突然加深，早期多個沉積中心擴(kuò)大成一體，形成大面積半深湖相。寶泉嶺組一段沉積期，水體范圍達(dá)到最大，凹陷水體較深，其中東部洼陷帶和西部洼陷帶東北部為沉積中心，且兩個沉積中心彼此連通，東部洼陷帶受控于F0斷層，面積和地層沉積厚度大于西部洼陷帶。寶泉嶺組二、三段湖盆逐漸萎縮，全區(qū)主要為濱淺湖沉積，凹陷周緣扇體發(fā)育，物源供給豐富。QC2井巖性表明， 寶泉嶺組一段發(fā)育深灰色厚層泥巖夾薄層泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖的半深湖相沉積。寶泉嶺二段以灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、灰色細(xì)砂巖、含礫砂巖和砂礫巖不等厚互層沉積。寶泉嶺組三段為厚層深灰色泥巖與灰色砂礫巖、細(xì)砂巖互層。

圖6　濃江凹陷cx_8測線新生代地層構(gòu)造演化剖面Figure 6　Nongjiang depression CX_8 line Cenozoic strata structural evolution section

4.3　斷坳轉(zhuǎn)換階段(寶泉嶺組四段末期)

寶泉嶺四段沉積時期為斷坳轉(zhuǎn)換階段，凹陷構(gòu)造活動由斷陷活動轉(zhuǎn)變?yōu)檑晗莼顒訛橹?。寶泉嶺組四段早期為繼承斷陷階段，隨著斷裂活動減弱，水體逐漸變淺，河流相沉積為主。該時期沉積以暗色泥巖、炭質(zhì)泥巖夾含礫砂巖、細(xì)砂巖為主，寶泉嶺四段末期發(fā)生構(gòu)造形變，地層發(fā)生抬升，寶泉嶺四段遭受普遍剝蝕作用，其中西部洼陷帶的西部大部分地層剝蝕尤為強(qiáng)烈，剝蝕厚度超過200m。

4.4　坳陷階段(富錦組時期)

富錦組沉積時期，以坳陷沉積作用為主，整體呈現(xiàn)出廣覆型坳陷沉積特征，以厚層河流相砂礫巖沉積為主，夾有暗色泥巖。西部洼陷帶沉積地層厚度略大于東部洼陷帶。

4.5　擠壓反轉(zhuǎn)階段(富錦組末期)

富錦組末期時，由于太平洋板塊轉(zhuǎn)向向西俯沖，在日本海強(qiáng)烈擴(kuò)張作用影響下[20-21]，在區(qū)域構(gòu)造背景的影響下，濃江凹陷斷裂系統(tǒng)以走滑運(yùn)動為主，出現(xiàn)了一期短暫擠壓反轉(zhuǎn)運(yùn)動，這次運(yùn)動導(dǎo)致得富錦組地層在東部洼陷帶西南部區(qū)域出現(xiàn)擠壓拱張現(xiàn)象，地層遭到剝蝕，剝蝕厚度超過200m。

4.6　穩(wěn)定沉降階段(道臺橋組-現(xiàn)今)

道臺橋組沉積開始，洼陷再次進(jìn)入整體持續(xù)坳陷沉降階段。從構(gòu)造演化剖面上來看，道臺橋組沉積之后，凹陷內(nèi)次級斷層活動較弱，第四系厚度相對穩(wěn)定。

5　構(gòu)造演化與油氣的關(guān)系

濃江凹陷構(gòu)造活動控制著地層沉積充填過程，與油氣關(guān)系密切[20-21]。古近系沉積以來，各級斷裂持續(xù)活動，當(dāng)斷層活動強(qiáng)度較弱時，以淺水廣盆沉積為主，發(fā)育湖相沼澤，有利于形成煤系烴源巖地層，如烏云組頂部和達(dá)連河組頂部均發(fā)育含煤地層。當(dāng)斷坳活動強(qiáng)烈時，凹陷以深水湖盆沉積為主，有利于形成厚層湖相烴源巖地層，如寶泉嶺一段泥巖烴源巖沉積地層。暗色泥巖厚度統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，烏云組-新安村組、寶泉嶺一段泥巖厚度最大，其次為達(dá)連河組。其中烏云組-新安村組泥地比為60%，達(dá)連河組泥地比為48%，寶泉嶺一段泥地比為57%，寶泉嶺二段泥地比為24%。利用錄井、測井、地震資料，結(jié)合地震屬性分析結(jié)果對研究區(qū)暗色泥巖的分布范圍進(jìn)行預(yù)測，烏云組-新安村組暗色泥巖主要分布在東部洼陷帶QC2井周圍及其西南部、西部洼陷帶東北部，其中東部洼陷帶最大厚度約400m，厚度超過100m的暗色泥巖面積約160km2。達(dá)連河組暗色泥巖面積有所減小，東部洼陷帶厚度最大約250m，其次為西部洼陷帶厚度最大約200m，全區(qū)泥巖厚度大于100m的面積約110km2。寶泉嶺組一段暗色泥巖面積發(fā)育最廣，東部洼陷帶與西部洼陷帶連接成片，大于100m的面積達(dá)到了270km2。泥巖最厚可達(dá)400m，位于東部次洼帶。西部次洼帶東北部泥巖厚度可達(dá)200m。

構(gòu)造旋回控制沉積旋回的發(fā)育，濃江凹陷主要儲集層為烏云組、達(dá)連河組、寶二段，烏云組、新安村組、達(dá)連河組和寶泉嶺組各段發(fā)育的暗色泥巖、炭質(zhì)泥巖是良好的蓋層，構(gòu)成了自生自儲和下生上儲的儲蓋組合。濃江凹陷在白堊紀(jì)以來經(jīng)歷多期復(fù)雜沉降和抬升的構(gòu)造運(yùn)動，不同斷層在不同時期的活動強(qiáng)度存在差異，構(gòu)造活動控制著圈閉的形成及分布。研究區(qū)以構(gòu)造圈閉為主，斷塊圈閉主要發(fā)育在中央斷裂背斜帶、背斜帶兩側(cè)及南部洼陷帶中部地區(qū)，反轉(zhuǎn)構(gòu)造形成的圈閉分布在東部次洼中部地區(qū)(如CX-4與斷層F0相交處)。斷裂是油氣運(yùn)移的主要通道，在構(gòu)造演化過程中，長期、多期的構(gòu)造活動能夠促使地層中形成不同類型和不同規(guī)模的斷裂構(gòu)造，這些斷裂構(gòu)造能夠使烴源巖與儲層以側(cè)式、上覆式直接相接。各級斷層是油氣向有利構(gòu)造圈閉和巖性圈閉運(yùn)移的良好通道。

6　結(jié)論

(1)三江盆地為東北中新生界疊合殘留盆地，新生代構(gòu)造演化具有復(fù)雜性和多樣性，斷裂以北東向?yàn)橹?。濃江凹陷斷裂性質(zhì)可分為張性構(gòu)造和扭性構(gòu)造兩種。張性構(gòu)造樣式有“Y”型、階梯型和塹壘結(jié)構(gòu)等，扭性構(gòu)造樣式可分為反轉(zhuǎn)構(gòu)造和負(fù)花狀構(gòu)造。

(2)濃江凹陷斷層生成演化過程中存在一定差異。Ⅱ級斷裂持續(xù)活動，在寶泉嶺組時期活動較強(qiáng)烈，在富錦組時期活動較弱，且在富錦組末期發(fā)生部分反轉(zhuǎn)。斷裂中部和南部古落差較大，斷裂活動強(qiáng)烈，Ⅲ級斷層主要活動時期為寶二至寶三段時期，其次為達(dá)連河和寶一段時期。

(3)構(gòu)造演化分析結(jié)果表明，達(dá)連河組及其之前，凹陷具有雙斷結(jié)構(gòu)，南部斷層和

北部斷層均為控制沉積的邊界斷層，東西兩洼陷帶開始形成。寶泉嶺組時期，東部洼陷的發(fā)育規(guī)模明顯大于西部洼陷，具有南沉北翹的特點(diǎn)。寶泉嶺組沉積末期地層抬升剝蝕，西部洼陷帶地層具有明顯的削截現(xiàn)象。富錦組段時期坳陷整體沉降，富錦組末期凹陷發(fā)生擠壓反轉(zhuǎn)，凹陷東部洼陷帶地層上拱遭受明顯剝蝕，新近系持續(xù)沉降。多期構(gòu)造活動控制盆地演化的同時影響著烴源巖的沉積，構(gòu)造控制著圈閉的類型及分布，斷裂有利于油氣向有利的儲集圈閉運(yùn)聚。

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