贵州中三叠统烂泥沟金矿有机质的初步研究
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第3 O卷第 3期 1 9年 7月 95
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V* . I 30, No ., JuI, l 5, 99
¥ EN T I CI A G EO LOG I CA SI l N CA
一
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贵州中三叠统烂泥沟金矿有机质的初步研究奎蛊科学院地质研究所北京
。
。要摘
拦泥淘金矿是以浊积岩为容矿岩石的赦细浸染型金矿。有机岩石学分析表明,矿
石与匿岩中千醅根娄型无明显差别,同属腐泥一植型。与臣岩相比,矿石中干醅根成熟度腐 2 7%- 3 0喵)和含金性 ( -5 2 .o g g均较高;醅根总含金量在全岩中所一 -4 - -6 6 1- 4 8 ̄/ )干占的比例是匿岩高于矿石。氯仿 _青^的检测说明,矿石样品中可溶性有机质形成于强砑”
还原和高盐度环境,祈青质和台硫有机化台物发育。研究认为,干酪根含金性与碳的括化有
关王盈 键筮篷鱼词訾至、
徽染型细浸金矿烂掘沟贵 州省
。沟州烂贵掘省
床\厥
坤法娄”直吩号1引言机质及其演化必将对成矿元素的运移、集产生重要影响。聚
沉积岩中分散有机质的存在是其区别于其它岩类的重要特征,不同类型和丰度的有在包括前苏联西乌兹别克斯坦的穆龙套 ( p ̄ te ta. 9 2、美国的内华达 Maa ya a e 1,19 ) ( a te e a. 90 lhk 96R b ise a. 9 0、中国的川西北 (鸿福等, R dk t 1.1 7;l i.1 8;o bn t 1,1 99 c 殷
I9 )和黔东( 92刘德汉等, 90陈庆年, 9 1 9 ) 19; 18,9 2等地区的诸多以浊积岩为容矿岩石的 7金矿中,人们讨论过层控金矿床与生物有机质的关系,尽管许多深人的研究工作尚待进行,生物有机质作用已被证实是不容忽视的成矿因素。但 ’ 烂泥沟金矿是近年来在右江盆地发现的最大的中三叠统以浊积岩为容矿岩石的微细浸染型金矿床,套地层尤其是在金矿区台碳质较高。由于诸多因素影响,往对该区金这以矿的研究很少涉及有机岩石学和有机地球化学内容,无形中忽视了有机过程在这类金矿形成中的作用。
2
样品分布烂泥沟金矿位于黔西南地区北西向的板昌逆冲断层以西、北北东向赖子山背斜东翼之鼻状凸起部位,高角度的断裂控制了主矿体分布。矿体厚度 l— 2 2主要矿化蚀变 0 O2 1,
中国科学院重点项目 (— 5 l— l3 )和博士后研究基盎赍助. KY B一 2 0一 O 李忠, 3岁,男, 0博士后,沉积学匣地球{学。七 1 9— 3 2收稿, 1 9一 3 2二次改回。沈丽琪犏辑。 940— 9 9J0 - 8
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现象包括:硅化、铁矿化、砂化、黄化、土化和碳酸盐化。黄毒雄粘
样品采集主要围绕 3个水平穿越主矿体的探硐进行( 1,图 )标高 ( )分别为5 0 ^ 6m、6 0m和 7 0m,岩性包括灰色粉砂岩、 0 2深灰色泥岩和金矿石,风化。无
图 1烂泥淘金矿主矿体剖面和样品采集探硐位置 (据贵州地矿局资料怔改) 】琵质岩石, 2粉砂质岩石, 3矿体,●采样择硐 . . . .Fi 】 g The m n oi body e ̄ oI ad he ̄ pl ng - e a ̄ i 1 t t e m i ga l zi i LB l e el n nni - go
3有机岩石学与含金性31有机质类型和丰度 .
对千酪根进行镜检的结果表明,区内无论矿体或围岩,矿有机质显微组分均以腐泥组和镜质组为主,台量分别为 4%一 5%和 3%一 5弼;而壳质组和惰质组极少,含量大 5 5 5 O
多小于 8,说明沉积期陆生殖物的供给占有极大优势。对 1个样品所做韵热解分析 这 6也表明,机质类型指数 ( S)小于 40有 S, .,其中绝大多数介于 05 11之间,属腐泥一 .— .应腐殖型 (I)千酪根。 I 区内约 3 0个样品测定结果表明,总有机碳含量介于 00%一 11%,其中围岩中扮 ,6 .3
砂岩为 0 6 .%一0 9 0 .知,粉砂质泥岩或泥岩为 0 1 - 1 4 6 .知- .哆;而矿化粉砂岩 ( 3 0矿石 )趾为 02%- 0 9,矿化泥岩为 06%一 11哆。总体上看,化泥岩有机碳含量较矿化 .5 -, 6 .7 .3矿粉砂岩高;围岩相比,石具有有机碳优势,在同一水平的探硐中较为明显 (忠等,
与矿这李19 ) 93。 32全岩与干酪根含金性 .
从上述结果不难看出,岩含金性与总有机碳丰度的正比关系在一定条件下成立,全由
于本区矿石与围岩中有机质(不可溶 )类型无明显差别,因此原岩中有机质类型不可能对烂泥沟金矿的定位和产状构成显著影响。
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3期
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忠等:贵州申三叠统烂泥淘金矿有机质的初步研究
在垒岩含金性检测基础上又进一步测定了干酪根的含金性,检测结果可概括如下:( )干酪根中金含量与全岩中金含 1
量具有正相关关系 ( 2,即矿体中干图 )骼根的含金量明显高于围岩。图中样品号 L1、、L 0为矿石, L1、 L1、 6 Ll 8 4 1 0
L6 l取自矿体下盘, L l 4取自矿 2、L 5体上盘。
( )干酪根中金含量与全岩中金含 2量之比值随全岩含金量增大而显著减
小。换句话说,岩各组分之间比较,全围岩中干酪根组分的含金量比侧较高。 ( )从矿体到围岩,干酪根含金总 3量在全岩中所占比例具有明显升高的趋势 ( 2,中这一比例在矿石中为图 )其15 .弼一 34%,在泥质围岩中则可达 9 .0而到 42蹯一 9 .9 .6 99%。图 2烂呢淘金矿某探硐中矿石与围岩及其 中干酪根组分含金性i干酩报古盘量 ( . p^u; 2全岩古盘量 ( Au ) . 3 .干酪根古盘量与全岩古盘量比值 (;{干酪椎古金总 一) .量占全岩盘总量的比值( p)Fi 2 G ol c ntnt or 0 h t an t ei E. d o e 5 0f c . os s d h r‘ Pa ̄ l ker e s 0 e t ng r og n, am pl d i o皿 e r 0 gM l r 11 e F 1
La nai u go
33有机质成熟度 .采用全岩热解法和干酪根镜质体反射率测定所做的研究表明,矿体部分最大热解温度 ( 为 5 5 5,质体反射率 ( )为 27弼一 30%,而近矿围岩的则 。) l— 8℃镜 7兄。 .4 .6~为 4 5 5 9,兄。为 2 0 8— 8℃ .%一 27弼。镜质体样品中均未出现明显的双反射现象,
明 6 .7表矿石具有较围岩高的成熟度。
4有机地球化学41有机丰度及族组分特征 . 区内 7个样品的可溶性有机质的抽提和分离实验结果( 1表明:表 )寰 I可涪性有机噩旗组分分析结果Ta e bl I ̄om p l o an l ̄ l o]e t a y i i ubl ga c m l c i l ol e or M tra
取样位置样品号
岩性
氯仿。。。 A MAB蚜青 ( ge ̄ t) (/) 8 83 8
饱和烃( )%1 .3 29
芳
妊
非
烃
祈青质( )%1 8 O.日
( )%2 0 .4
( )%7 .5 4 1
Ll i
程矿
岩石
3;
标高50 6 m
L2 1Ll 6
粉砂岩矿石
2 84 D
i.9 468.
2 1 .0 2 1 .21 Z .2
7 .2 20 7 .2 677 .5 iP
【 .9 1 1 l .0 2 7i .2 4 0
撂礓
4 7
Ll 7
3 l
1 7
1.0 2 8
标高70 2 m
L3 9L3 9
泥矿
岩石
5 53 8
4 7 7 0
l.7 29l .9 29
2 7 .05 1 .9i 3 . 9
6 .2 436 .8 5 56 9.
2 D O.Oi .3 62l 44 9.
撅硐
L4 0
矿
石
3 3
9 72.
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( )氯仿沥青“ 1 A”和“ MAB沥青含量较低,小于 10 ̄/;氯仿沥青“中 均 0 gg A饱和烃与芳烃的总和也未超过 2弼。 O
( )对于氯仿沥青“ 离组分,石中饱和烃、烃丰度总体低于围岩,矿石中非 2 A分矿芳而烃与沥青质的丰度则高于围岩,可能主要与矿石热成熟度较高以及硫化作用增强有关。这42生物标志化合物研究 .
Ⅱ三板四级质谱仪 ( S 0型 )对 Ll围岩 )L1和 L3 (石 )3个样品用 T Q70 1(、 7 9矿
的饱和烃和芳烃组分做了进一步的检测研究。4五l成熟度指数 . - I
对饱和烃中 5个成熟度指标的计算结果表明, 3个样品均显示了较高的成熟度,分部指标则表现出达到平衡值的特征,藿烷系列的,为 0¨一 O1, r. r.为 08一
如印, .3/ .8 O9,2为 5 .弼一 5 .弼 ( 2。 .7 2S 74 93表 )表 2生物标蛊化合翩成熟度指标T a e M a ur t par e e c c a ed r bl 2 t ̄y am t rs ̄l ul t f om bl m a kc om go o r rc unds
芳样品置.% ) (1∞ f P 1 , P l
香
烃』d 1t 21 3 C¨
饱和烃ZS% ) 2(
』¨
再可Ll l L 1 7 L39 2. 67 2. 83 3. 06 3. 0B 3. 3 9 1. 6 6 1. 0 2 1. 7 2 0. 4 7 i 5 . 1 1 5 .3 0 8 , 2. B 1 3. 9{ 1 3 . 9 2. 7 7 3 3 .I 2. I
百57 4 . 5 3 9. 5 0 9.
0., 0. 7 5 0. 7 5
近来的研究表明 ( a k R d e等,9 6罗斌杰等, 3,香族中许多系列生物标志化 18; 19 )芳 9合物能反映更宽的成熟度范围。从表 2可见,甲基菲指数 ( )和二甲基菲指数 ( )除 I。 I d外,它指标的趋势基本一致,品 L3的镜质体反射率虽然高于另外两个样品,其甲其样 9但基菲指数 ( 和 1m)和=甲基菲指数 ( p 2p dI明显降低,反映出随着有机质成熟 )却度的增高脱烷基和缩合作用不断取代甲基化和结构重排作用,并逐渐且占有优势的现象 ( d e等,9 1汤达植等,9 2。外,检出单芳甾烷,与衡量三芳甾烷侧链断裂程 Ra k 18; 19 )此未这
度的 C/ca C ) ( 2+”指数( 2共同反映矿石成熟度较高的趋势。表 ) 稳定性则可能是高成熟度阶段菲发生甲基化反应的结果。4 2有机化合物组成及其先质上
和 d P指数的不
样品 L1和 L3的正烷烃为单峰型分布,峰碳均为 C而 Ll 7 9主 1为双峰型,主峰碳为 C和 C含量近等,明围岩中所检测出的有机质具有海相生物输入的特征或 说痕迹。 3个样品显示了较强的植烷优势,,^介于 O4一 O8 P .0 O之间,中 LI最低。其 T 在规则甾烷中, C具有优势,量介于 4弼一 4缅之间 ( 3,而
C为 2缅一 含 4 6表 ) 7 3弼,示出陆缘海的沉积特征。此外,一烷含量较高,应指数为 01一 O2;品中 O显 r蜡相 .7 .l样 均检出了较高的一罗烷,中矿石样品的, c指数较高,以 Ll最高。总之胡其 .尤 7矿石样品中的有机质显示了较高的盐度和极强还原性的形成条件。 另一方面 3个样品均检出了多种芳烃化合物,菲、苯、、及其烷基取代同系物除联茈勃外,检出较丰富的惹烯、蒽、并萤葸和苯并芘等化合物。从表 3可见,还萤苯 3个样品均具
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李忠等:贵州中三叠统烂泥淘金矿有机质的初步研究
27 8
有很高的硫芴含量,在三芴系列中可占 8 .1至 9 .O 20% 69%。总体上看,同一水平探硐中的样品 LI相比, L 7具有较高的硫芴/比值及惹与 1 1菲烯、蒽和芘含量。较高的硫芴/比值说明矿体形成于缺氧富硫的环境 (围其它金矿萤菲周也做出了类似的结果 )惹烯除了反映陆生植物来源外,与脱氢和芳构化作用有关;而。还
萤蒽和芘是两种与燃烧有关的多环芳烃化合物,形成环境与火山事件可能有关。其衰 3芳香蛏化台 I成特征瞄组T f l Com pon nt ̄ t e| o s om at o om po d ̄ i e3 b e e& ur f r c J . un
样品号
惹烯菲
三荭系数( )% 优选烯菲萤蘑菲芘菲荭氧持硅持硫芴菲
L1l L1 7 L39
0. 68 1 5 .0 0. 39
002 . 2 000 . 2 0. 6 07
1. 8 6 5. 8B 1. 3 0
2. 3 2 4. 2l 10 .6
2. 7 9 4. 9 9 l 3‘. O
0. 5 1 0. 0 2 36 9.
96 9 .0 94 9l .82 0l .
0 5 0.
0. 6 70., 2
5结果和讨论51干酷裉含金性及其意义 .许多研究表明,可溶有机质对金的富集作用与活性碳吸附机理有关 ( sa a a e不 Di n yk。 s 1 9 ̄Mc u ale 1 9 1,活性碳被认为具有多孔结构和较大的表面积 ( 0一 9
3 Do g l ta. 8 ) ,1 6O
1 0m。g。就烂泥沟金矿样品而言, 50/)由于母质类型差别较小,因此千酪根含金性主要与成熟度有关;如前所述,断裂带内 (金矿石中 )酪根的金含量可较围岩中千酪根高十在即千至上百倍,理由认为,有由于断裂带的剪切活动和热液影响,金矿体中的碳质活化,而使从能够富集低浓度的溶解金 0可见高芳香度结构的千酪根有利于富集金。作者认为,这与上述活性碳的机理是一致的,因为有机质的成熟演化是一个缩台芳核由少变多,脂肪佤l l 链和官能团由多变少的过程,而石墨与活性碳都具有类同的芳香核构成的平行片状结构 o S rn e 1 8 )对加拿大 Abtb pig r( 5 9 i i带太古界含金石墨和 R b is等( 90对美国 i o bn I9 )内华达州 Jri n o浸染型金矿中有机质的研究也提出过类似的结论。 ert Cay n t 由此引伸,由于腐植型千酪根具有比藻质型和腐泥型千酪根要多的缩合芳核和较强的化学结构定向性(杨起等,9 9, 1 7 )因此可以推断本区腐植型千酪根组分较高的中三叠绕地层也有利于微细金的浸染富集。当然,于这套地层本身碳质含量有限,含金总量没由其有达到工业品位,不能因此而忽视其含金意义 (括对于某些金矿源层的形成 )但包。52金的搬运和沉淀机制 .
深部地层水中仍含有大量不饱和的烃类 ( olⅡ.1 7;S rs e 1 9 4其中 c 1 s 5 ud m ta. i 9,1 8),
芳烃相对稳定。对可溶性有机分子的检测表明,泥淘金矿矿石和区域二叠一三叠系岩石烂样品 (黔桂石油地质志编写组,9 2相似,源母质的输入占有较大比重,不饱和芳烃滇 19)陆化合物和含疏有机化合物较发育。以往研究已表明,烃类在水中的溶解度随着不饱和
键加入到分子中,由于闭环、环中不饱和键的掺加而增大 ( oln I 7 ) B sl等 C lis 9 5。 a o0,
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<16 ) 7又指出,烃、 9烯炔烃和芳烃的不饱和性 (含电子体系的碳原子
基团 )使得它们极,易与过渡金属联结形成稳定的络合物,其中邻位取代的芳基络合物比苯基络合物更为稳定。显然,于 Au是具有 d电子构型的过渡金属离子,因此,笔者认为不饱和的有由+ 机基团(尤其不饱和烃类 )与金离子联结形成络合物和金矿质的搬运过程中具有重要意在义。烂泥淘金矿中矿石对围岩的有机碳优势也佐证了这一推论。
有机分子的研究与岩石地球化学(忠等, 9 )李 1 5的研究,说明烂泥沟金矿成矿流体 9均具有强还原和高盐度性质,金离子一旦脱离配位体就很容易被还原沉淀。本文和其他研究 C庆年等, 9;家谟等, 0说阴金富矿地段相当于湿气一气阶段,即有机大分陈 1 2傅 9 19 ) 9千子大量裂解和消失阶段,因此金的还原沉淀 (集 )与有机配体的破坏一解及 C z和富裂 OCH.等还原剂的释放有着明显的关系。
53热成熟历史 .从右江盆地二叠系和中三叠统镜质体反射率的分布看,镜质体反射率与上覆地层厚度 (过剥蚀校正 )成正相关关系,说明深成热变作用是有机质成熟演化的主要因素。经 本区中三叠统的深埋藏作用在经历了不到 3后,于晚三叠世末期开始抬升,区域 0Ma中三叠统的深成热变质在此时达到最强。
围岩中有机质 (。 26届- 27%)处于瘦煤一煤阶段,而矿体部分 R一。0 -。7贫
(。 R一
27%- 3O弼)则达到了贫煤一烟煤阶段,“ .4 -。5无据 TTI法推算,其所表征的最大古地温 分别约为 10 20C和 2 0 2 0C,虑到后期区域性岩浆侵入活动的影响,际成矿 - 0 ̄ 9 0- 1q考实温度应低于 2 0 1T:应该指出,往对相邻同类型金矿的包体测温数据均较上述温 O—2 0。以度高,可能与未经溶解甲烷校正 ( n r 0这 Ha o.18 )和包体渗漏有关。 9致谢研究工作是在叶连俊教授的指导下完成的。感谢贵州地矿局 1 7队刘述文和昊 1
绘、国科学院地质研究所叶元今和张海政、中中国地质大学有机地球化学实验室、石祜勘探开发研究
院实验中心质谱室给予的热情帮助。 参考文献
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李忠等:责州中三叠绕烂泥沟金矿有机质的初步研究
29 8
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D i I n4 k C. 1 9‘B 9 3. G0i d an ot 皿 e g s n d her t l i gr p t .I z hie n: Pa ne l r l J,K r ha c H . L a nda s i P Bi m m’ t e i or de n8 n e poi . Ber i H ei el er b e t s ln d b g l w Yor k=¥p ̄ ng- e l 8. I一 1 2. i V rs 3B 5 H● r S. 1 8 no J 9 0.D i 5 1 d l 0 ve m e h5 e n e mc a y t n i l di nt r b ̄ ne:pot ntzl f ec o i s e i e f t n t PVT pr per i s f he o te o f ui i ht l n ̄ Ec G e .7 l d nc s o . on o1 S: 6 3 6l O— 7.t ch k R P。 Br m ht I l i l I G H . S ul H W . 1 f H y ot er z ̄ a ur l n o ndi no ga c ch l 98 . i dr h m l t&t o f i ge us o r ni m t t r te
质, 2:3 - 4 . () I 5
a t e t h Al i t i go d l ga or R dge l de o|t . N e ̄ is v*dt Ec n . o G e l o一81 I 3— 1 : l 30
M c u al Do g l G J.Ha c c D.1 8 .Go d ̄ ml e e a d ̄ t v t d c r o n o k R 91 l o S x l n t i a e a b n.Go d B l‘ 3— l, l c l ul一 _l B,
R. t e s d h A.S he r .I 7 . St d e l y r t e r a g l e o ii n ( ) Csln g l d p s
t c 0 B J 9 O u is o h d oh r l o d d p s to 1 e rl od e o i—N e d。:t vz h㈨ l o c f。na eouB z ert s n g d e e f -b e m t il i ol d pol ton. E ̄ Ge一6 ii oo ol 5: B 7一 I 2 O 置。b n● E _A go t n J bl I s i o P, H a¨ Jr JL. e . I 90 Ps yno ogl al B l l e t z1 9 . l l c l el m n ̄ of or ni ts ue an gt c i s s d
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R d e M, et D H 9 1 Th .k W I .1 8 . e皿e yP e B吨 rn i d x ( I: t mg ̄ ly aa t r z e B 1 hn n e e n e MP ) t:t p r mee b s d o i o s i y r c r o 1 n r r tc h d o B b n .1:Bj r y .e 1.Advn e nOr a c Ge c e r Ch c et: o n u ooM ta. a c si g ni o h ml ̄y u ih e:J h sW i e a So . 5一 5l . l y nd ns¨ 2
Sur m C。 B0eI W .C r l, L J. 19 4. The ch da R eS oIe 8 em i t o s ond, y por i7. AA PG er一 3 ury f ec t r olt M e 7:I 7 I 9 2一 4 .
S ! n e .I8 .C r o n A c s 0 e A ̄ h s ̄ c so h b t i et( t roQu b c a d p ig r J S 9, x b n i r k f t c e n o k
te A i b b l On a i h f i - e e) n i r 1 to o g l d l rb to .Cz .J¨ ez in t o d ili a i n n .Ea t c . 2 9, 15 . rh S i.2:I●一 9 1
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Ⅱ) n o ap- cr n d f e e e a e o n . e t i f r c s r f u d C m p r n wih t e h s s k r g n i h o e s o o a ig t h o t, eo e s n t e r s h w
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Or a i e c c c l a a y i h w s t a o u l o g n c omp u d ma e p e g n c g o h mi a n l ss s o h t s l b e r a i c on s y b rs r e i o o k wi h h g m a u iy u t m i e a p e e v t o f r o g n c e v d n s me r c s t ih t r t d e o n r 1 rsr ain o r a i ma t r Exa i a i n o s t r t d a d a o te . m n to f a u a e n , ma i y r c r o s s p r t d f o h o o t tc h d o a b n e a a e r m c l r fr o m b t me… d m o s r t d t a o g n c m a t r n r s r s o s s a n i o m- iu n A e n ta e h t r a i te i o e e p n e n e v r n
e t c a a trz d b h g sln t n  ̄o g r d cb lt, a d t a muc a p a tn n h r ce ie y i h a i iy a d s n e u i iiy n h t h s h le e
a d/ r s l h rb a i g o g n c c mp u d e it.
I d ii n. d si l r t o e, n o u p u - e rn r a i o o n x ss n a d to ismia o r st e e a c m a k d e i e c s o o e n bi m a k r c mp u d r s r e n o t s mp h r r r e v d n e f c a o r e o o n s p e e v d i h s a .I s c.
An itgae eerh so ht 1 og ns f odh se o k, cnr1 nertd rsac h wsta:( ) ra imso l otd rcs o to. g1 d y f u t . we e a t v t d b o h h a i g a d y r t e ma f u d i t e f u t e b a l s r c i a e y b t s e r n n h d o h r l l i s n h a l z n s a d h s b c m e n x e l n s a e e o ma l c n e t a i n f i s l e o e, n t u e a a e c l e t c r ng r f r s l o c n r t o s o d s o v d
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L n i o s as u tb e o o c n r to f u~ c o o d t o g t t l c n e t a n g u i lo s ia l f r c n e t ai n o s b mir g l, h u h o a o t no o d i h k r g n d e o h v n usr a sg ii a c d e o l we c n e t f g l n t e e o e o s n t a e i d t il i n fc n e u t o r o tn
o r a ims 3 ta s o tt n a d p e iiain o o d ma e t ag e tn f o g n s;( ) r n p rai n rcptt fg l y b o a lr e x e t o o rltd t x s n e a d d s
r y o n a uae ia d, icu ig a o t n/ r eae o e i e c n eto f n st rtd l n s n ld n r mai a d o t g cs l hu e r n o g n c g o p . u p r b a i g r a i r u s
K e o ds y w r
Ke o e, Aci a e a b n Co rga tv td c r o, mp e, S b m i r n a d d se i . lx u . c o n ism n
a e g l e o i, La ni o, Gu z o r v n e t d o d d p st n g u i h u p o i c
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