火成巖
火成巖也叫巖漿巖，顧名思義，它就是由巖漿凝固而成的巖石。它們是各種各樣的結晶質或玻璃質巖石。有的火成巖在地下就凝固了，有的則是在噴出地表面後凝固的。火成巖是組成地殼的主要巖石，許多金屬和非金屬礦藏的生成也都與火成巖有關係，所以人們很重視對它的研究。需要說明的是，火成巖並不完全是巖漿形成的，如有一部分花崗巖，它們是在高溫度下，由其他巖石在固態下發生一些物理和化學變化而形成的。
絕大多數火成巖中只有9種元素，這9種元素又大多以氧化物（某一元素與氧元素發生化學反應後形成的新物質叫氧化物）的形式存在於巖石中，其中最多的是二氧化矽。
二氧化矽是最重要的形成巖石的材料，它與其他材料結合會形成橄欖石、輝石、雲母、長石、閃石等多種造巖礦物。礦物是組成巖石的最小單位。在形成這些礦物後二氧化矽仍有多餘（即過飽和）時，就會出現石英；如果二氧化矽含量不足就可能出現橄欖石或似長石類礦物（如霞石）等；當二氧化矽與其他造巖組分的含量適中，則不出現上述兩類礦物，而形成輝石、角閃石和長石等礦物。這些礦物我們也可以叫它們為礦石。各種巖石其實就是由這樣一些礦物組合而成的。單純的一種礦物不能稱作巖石。地下深處好像一個大熔爐，巖漿中的不同成分在那裡進行一系列的變化，當它們流動到一些地方，如侵入到巖石的空隙時，便會逐漸冷卻下來。這時，那些礦物們就開始出現結晶，再加上其他各種原因，如溫度、壓力、成分等等，有的結晶會大些，有的會小些，有的是這樣幾種礦物結合在一起，有的是那樣幾種礦物結合在一起。知道了這一點，我們就基本明白了，地球上所以會有那多種不同的巖石，其實就是在於這些元素或造巖物質的不同組合而形成的。
長石、石英、雲母、角閃石、輝石和橄欖石等都叫矽酸鹽礦物，它們都是形成巖石的主要物質，被稱為造巖礦物。火成巖就是由它們再加上一些少量的磁鐵礦、鈦鐵礦、鋯石、磷灰石和榍石等組成。這些造巖礦物的化學成分和顏色都各不相同，人們把它們分成兩類：矽鋁礦物和鐵鎂礦物。矽鋁礦物顏色淺，鐵鎂礦物顏色深。顏色深的巖石，比重也較大，人們往往根據火成巖的顏色來推斷巖石的化學成分和它們的性質。也就是說，顏色深的比顏色淺的巖石要重一些。
火成巖的種類很多，不同學者從不同角度和標準提出許多分類方案，有的根據巖石的產狀、結構和構造，有的根據礦物成分，有的根據化學成分。通行的分類有3種：按產出和形成的條件分為深成巖（就是在地面以下很深的地方形成的巖石） ，如花崗巖、正長巖、閃長巖、輝長巖和橄欖巖等；淺成巖（就是在地面以下較淺的地方形成的巖石），如斑巖、輝綠巖 、煌斑巖等；噴出巖（也叫火山巖，它是從火山噴出來的巖漿凝固而成的巖石），如黑曜巖、珍珠巖、玄武巖等。人們根據這些巖石的結晶程度、顆粒大小、晶體形態等，以及它們之間的相互關係等來區別它們。火成巖的結構和構造還能告訴我們火成巖的形成條件。例如，花崗巖是在地下深處由巖漿緩慢結晶形成的,那些晶體的顆粒就比較粗大。而同樣的這種巖漿噴出地表冷凝後形成流紋巖時，其中的礦物成分雖基本上與花崗巖相似，但礦物顆粒的特點（如晶體大小、形態等）就與花崗巖不一樣了。所以結構和構造，不僅可用來鑑定巖石，作為火成巖分類的標誌，而且可藉以探討巖石的形成條件。
火成巖巖體的形態、大小與圍巖（火成巖周圍包裹著的其他巖石）的關係以及形成時所處的深度和構造環境等叫火成巖的產狀。認識產狀可以了解火成巖巖體形成的地質條件，幫助人們判斷火成巖的成因，還可以了解火成巖的成礦條件和成礦關係，指導找礦勘探工作。火成巖研究不能局限於一塊巖石或一個露頭，不能只注意它的礦物成分和結構、構造。
火成巖的產狀多種多樣。產狀多樣性的主要原因是巖漿的化學成分和溫度、粘度等物理性質以及巖漿凝固深度等方面的差異。此外，地殼構造運動的性質、圍巖的性質、地應力等對巖體的產狀也有一定的影響。
地幔，特別是上地幔是地殼物質或火成巖的原始來源。在一定的溫度和壓力條件下，上地幔物質中會分熔出一些玄武巖漿進入地殼，而難熔的超基性巖部分留在上地幔。由於分熔的深度的不同，分熔出不同成分或種類的玄武巖，一般認為大洋拉斑玄武巖巖漿是在小於15公裡的深處從地幔分熔而成的；高鋁玄武巖巖漿是在15～35公裡深度分熔而成的；鹼性玄武巖巖漿是在大於35公裡條件下分熔而成的。
火成巖與許多金屬及非金屬礦產有密切的成因聯繫，很多火成巖本身就是礦，如花崗巖、斜長巖、輝長巖和珍珠巖等就是很好的建築材料，玄武巖和輝綠巖是製造鑄石和巖棉的原料，純橄欖巖是製造鈣鎂磷肥原料。此外，有金伯利巖中的金剛石礦床、橄欖巖和純橄巖中的鉻鐵礦及鉑礦、蘇長巖中的銅鎳硫化物礦床、輝長巖和斜長巖中的釩-鈦-磁鐵礦礦床以及鹼性巖和碳酸巖中的輕稀土、鈮、鋯、釷等礦床；與中酸性巖有關的鐵、銅礦床，與花崗巖類有關的鎢、錫、鈹、鈮、鉭、稀土、鋰、鈾、金、鉛、鋅和鉬等礦床；與陸地火山作用有關的斑巖銅、鉬、金、錫、鎢、鋁、鋅等礦床，以及與海底火山有關的黃鐵礦型銅礦和多金屬礦床等。
橄欖石
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橄欖石存在於很多火成巖中，它常呈橄欖綠色，因此得名。自然界常見的鎂橄欖石綠色至黃色，鐵橄欖石淺綠黃至黃琥珀色，其他橄欖石也大都具有玻璃光澤。透明而色澤鮮豔、沒有瑕疵的橄欖石晶體被人們當作寶石，稱作「黃電氣石」。橄欖石是組成上地幔的主要礦物，人們在隕石和月巖中發現橄欖石竟也是其中的主要礦物成分。橄欖石是一些巖漿冷卻時的第一個結晶礦物，因此科學家通過對它的研究，可以分析出巖漿中的成分和濃度。富含鐵的橄欖石在正長巖中很普遍，偶爾也存在於花崗巖中。較純的鎂橄欖石存在於變質的石灰巖和白雲巖中。在低溫有水存在的情況下，它會受水熱蝕變，變成蛇紋石、綠泥石、磁鐵礦或滑石。普通橄欖石能耐1500攝氏度的高溫，可以用作耐火磚。完全蛇紋石化的橄欖石通常用作裝飾石料。
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輝石
法國結晶學家和礦物學家最先在熔巖中發現了一種綠色的晶體，起名叫輝石。後來人們發現它有20個品種，其中最為我們熟悉的叫硬玉，俗稱翡翠，是最名貴的寶石。硬玉的晶體細小而且緊密地結合在一起，因此非常堅硬。輝石都具有玻璃光澤，顏色也並不一樣，從白色到灰色，從淺綠到黑綠，甚至褐色至黑色，這主要是由於含鐵量的不同。含鐵量越高，顏色越深，而含鎂多的輝石則呈古銅色。含鐵量高的輝石，其硬度也高。輝石是一種很常見的造巖礦物，很多巖石中都有它的蹤影，在月球巖石中也很豐富。鋰輝石的晶體往往很大，我國新疆曾產出過一塊重36噸多的巨大晶體。硬玉也是組成玉石的主要成分，緬甸、西藏、雲南等地是硬玉的世界著名產地。
鋰輝石是提煉鋰及其化合物的主要礦物，也是高級耐火材料。透明而呈淡紫色或祖母綠色的鋰輝石分別稱為紫鋰輝石和翠鉻鋰輝石，可作為寶石。
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雲母
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雲母是一些層狀結構的矽酸鹽礦物，它們有很多種，成為一個雲母族。其中最常見的有黑雲母、白雲母、金雲母和鋰雲母等。雲母一般為板狀、片狀和柱狀。白雲母無色透明或有一點淺色；黑雲母則為黑色到深褐暗綠等色；金雲母為黃色、棕色、綠色或無色；鋰雲母是淡紫色、玫瑰紅色到灰色。所有雲母都像玻璃一樣具有光澤。雲母一層層的紋理非常平行，可以用小刀或針尖將它們一層層剝離成極薄的片狀。
白雲母和金雲母具有良好的絕緣性並且不導熱、抗酸鹼和耐壓，是很多電器的製作元件；在很多家用電器中也都有它們的身影，比較大片的雲母可在一般電熨鬥中見到。雲母碎片和粉末用作填料和制雲母紙、塗料、矽油和珍珠顏料等。鋰雲母還是提取鋰的主要礦物原料。
雲母族礦物能在各種地質條件下形成，很多巖石中都有它的身影。黑雲母是火成巖的主要造巖礦物之一，在很多火成巖中都有分布。白雲母也是分布很廣的一種造巖礦物，在火成巖、沉積巖和變質巖中也都有存在。許多有工業價值的雲母主要來源於偉晶巖和變質巖。變質巖中大片金雲母是某些巖漿巖與它周圍其他巖石發生作用的產物。鋰雲母幾乎只產於花崗偉晶巖和與花崗巖有關的熱液礦床中。
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雲母
長石
長石是地殼中最主要的礦物，從地表面往下15公裡內，長石約佔地殼總重量的60%。在地球、月球的火成巖中，長石是主要的礦物成分，在隕石中也如此。不僅是火成巖，在沉積巖和變質巖中，長石也非常多。長石顆粒一般在0.1至10毫米大小，有的巖石中可達5至10釐米，發現最大的達49.4×36×13.7米。長石是製作陶瓷和玻璃的原料，色澤美麗的長石還被人們當做寶石，長石是一類矽酸鹽礦物的總稱，如鉀長石、鈉長石、鈣長石等等。長石有玻璃光澤，雖然本身無色透明，但常常因為摻加發其他雜質而變成黃、褐、淺紅、深灰等顏色。有的長石顏色還很漂亮。
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長石
閃石
閃石有很多種，其中主要的有直閃石、透閃石、角閃石、藍閃石、鈉閃石、鈉鐵閃石等。閃石也是一種晶體，具有玻璃光澤。它們呈長柱狀或纖維狀。含鐵時礦物會呈現出不同色調的綠色，如普通角閃石呈深綠色。有幾種閃石還有另一個我們熟悉的名字——石棉。閃石是火成巖和變質巖的主要造巖礦物。
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顯微鏡下閃石的晶體
石英
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石英是人類最早認識並利用的礦物。考古證明距今數十萬年前的猿人已經用石英製作成大量石器。石英是最重要的造巖礦物之一，在三大類巖石中均廣泛存在；在花崗巖、片巖、砂巖等巖石中石英是其中的主要礦物成分。石英有很多種，像我們熟悉的水晶、瑪瑙、燧石（過去人們用燧石打火）、碧玉等都屬於石英。南京盛產的雨花石其實也是石英的一種。
石英常常為粒狀、塊狀或一簇簇的（叫晶簇）。巴西曾產出過一塊直徑2.5米，高5米，重40多噸的巨型水晶。純淨的石英無色透明，像玻璃一樣有光澤，但很多情況下石英中加雜了其他物質，透明度降低並且有了顏色。像水晶，有無色的，有紫色的，有黃色的等等。
石英在現代有著廣泛的用途，它們不僅是重要的光學材料，也常被用於電子技術領域，比如我們熟悉的光纖、電子石英鐘等等。石英更是製作玻璃的重要原料，不太純的石英則用於建築。石英還被人們用來製作多種高級器皿、工藝美術品和寶石等。
石英是在地下熱液中結晶出來的，人們現在可以用類似的方法人工合成水晶，合成的晶體可重達數公斤，而且還可以合成帶有多種顏色的水晶。石英中的一種叫瑪瑙，有一種瑪瑙的形成非常有意思，叫水膽瑪瑙。水膽瑪瑙外表看不出它有什麼，就像一塊石頭，但是搖動它可聽見裡面有水的聲音。如果把它剖開來，裡面果真會有水流出。原來裡面是空心的，除了水以外，還生長著一簇簇的石英晶體。
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石英
花崗巖
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花崗巖是大陸地殼中的主要巖石之一，大多分布在地殼的上層。花崗巖中含量最多的是長石和石英，一般要超過80%。它有很多種顏色。因為它裡面的晶體都很大，看上去就是由無數顆粒組成的，所以說它是粒狀巖石。石英是花崗巖中的主要礦物，一般佔20-50%。花崗巖中的暗色物質主要是黑雲母。
有些花崗巖很有趣，它們的內部會出現空洞，叫晶洞。洞內會有一簇簇的石英、電氣石、綠柱石等晶體。這是由於花崗巖漿冷卻結晶過程中收縮時所產生的。花崗巖的巖體會產生一些紋理，這些紋理在以後自然力的多種作用下會變成裂紋，進而崩塌分離，形成奇峰峭壁等自然景觀。我國的黃山旅遊勝地就是由花崗巖形成的。
科學家經過實驗證明，在地下20公裡深度溫度可達到約630℃，壓力可達400個大氣壓，在這樣高溫高壓的條件下，地殼中的固態物質開始發生熔化，產生花崗巖漿。此外也有些花崗巖是由其他巖石經過一系列複雜變化而形成的。
我們已經知道產生某種巖石的地方也可能或必然產生某些礦產，與花崗巖直接或間接有關的礦物主要有鎢、錫、鈾、金、銅、鉬、鉛、鋅等。花崗巖不僅堅硬而且美觀，常被當作建築物的高級材料。
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上圖是花崗巖局部放大圖像。可見各個晶體堆積在一起。矩形的是長石，不規則的是石英，黃色的是白雲母。
正長巖
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正長巖跟花崗巖差不多，都是在地下很深的地方形成的，它主要是由鹼性長石組成。與正長巖有關的礦產主要是鐵、鈾、稀土等。有些正長巖是很好的建築材料，顏色淺一些的正長巖還可作陶瓷原料。
閃長巖
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閃長巖也像花崗巖那樣的粒狀結構，它的數量不多，在火成巖中只佔不到2%。有的閃長巖直接來自巖漿的結晶作用，有的是通過其他巖漿發生變化形成的。閃長巖與銅礦的形成有關係。
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輝長巖
輝長巖在商業被人們稱為「黑花崗巖」，是良好的建築材料。輝長巖主要由輝石和長石組成，它也是一種中粒或粗粒巖石。輝長巖廣泛存在於地球及月球上。磁鐵礦、鈦鐵礦、鎳、鉻、鉑等礦物常常與輝長巖伴生在一起。輝長巖通常為塊狀構造，部分輝長巖具層狀構造，反映了巖漿分離結晶過程中礦物成分或粒度的規律性變化，層狀輝長巖多見於其他雜巖中。
局部顯微圖像
層狀構造
橄欖巖
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橄欖巖是一種深色粗粒且比較重的巖石，它裡面含有的橄欖至少在10%以上，並且還富含鐵、鎂等礦物。天然金剛石產於金伯利巖中，而金伯利巖則是由橄欖巖變成的，所以說橄欖巖是天然金剛石的基本來源。新鮮的橄欖巖呈橄欖綠色，它在潮溼、溫暖的環境中會被風化而變成土壤。
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斑巖
斑巖
斑巖是一些帶有斑狀結構的火成巖的總稱。這些斑其實就是早期巖漿中結晶出來的，常見的是石英和長石。斑與斑之間的物質叫基質，它是一些更細的結晶產物，形成於晚期。與斑巖有關的金屬礦產，常稱為斑巖銅礦、斑巖鉬礦、斑巖鎢礦、玢巖鐵礦等。有些半風化的斑巖，因含人體所需的多種微量元素，而被稱為藥石，說出它的名字，我們會覺得很熟悉——麥飯石。
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輝綠巖
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跟輝長巖的成分差不多，但它形成得比較淺，不像輝長巖那樣深。根據含有的不同成分，有多種。如含石英多的叫作石英輝
綠巖；含沸石、正長石等的，稱鹼性輝綠巖等。輝綠巖是上等建築材料。
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煌斑巖
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一般呈板狀插在巖石的裂縫中，這種狀態被稱為巖牆。這是由地下巖漿順著巖石的裂縫向上湧進並凝固產生的。因此，巖牆與兩側的巖石會是不一樣的。因為它侵入到裂縫中，所以又叫侵入巖。煌斑巖顏色深，富鐵鎂礦物，如橄欖石、輝石、角閃石和黑色雲母等；礦物形成的晶體大、數量多，閃閃發亮引人注意。煌斑巖很容易被風化和分解，變成碳酸巖、綠泥石、蛇紋石和褐鐵礦等。
鉀鎂煌斑巖可含金剛石，澳大利亞西部阿吉爾火山通道就因鉀鎂煌斑巖富含金剛石（每噸巖石中含1.03克）而著名於世。
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黑曜巖
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起源於火山噴流出來的天然玻璃，那是由巖漿流出地面後快速冷卻凝固所形成的。黑曜巖具有玻璃一樣的光澤，比我們日常生活中接觸到的人工製造的玻璃要硬一些。一般情況下黑曜巖都是黑得發亮的顏色，但如果它裡面摻進了氧化鐵，就會發紅或褐色，如果有微小的氣泡則會產生金黃色。大多數黑曜巖與火山巖生在一起。黑曜巖和松脂巖、珍珠巖都統稱為酸性火山玻璃巖。古代的人們利用黑曜巖當鏡子，由於黑曜巖的斷口常呈貝殼狀且尖銳鋒利，它也是古代人使用的石器。現代人們則利用黑曜巖製作一些裝飾品，特別漂亮的黑曜巖還可成為較貴重的寶石。
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珍珠巖
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是由粘稠的巖漿在快速冷卻時形成的，它們是一種天然玻璃，天生鬆脆而能破裂成珍珠狀小顆粒。珍珠巖有像蠟或珍珠般的光澤，一般多為灰色或淺綠色，也有棕、藍或紅色。將珍珠巖迅速加熱時，它內部的水分會變成蒸汽，從而形成許多氣泡使珍珠巖的體積膨脹二三十倍。因為這一特性，它成為隔熱、隔音的好材料，還可以製造輕質的陶瓷、過濾劑等。
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玄武巖
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是一種富含鐵和鎂的火山巖，它們都是由陸地火山或海底火山噴流出來面形成的。許多玄武巖都是非常細粒且緻密的，這些細粒結晶物質有橄欖石、普通輝石或長石。有些玄武巖完全是玻璃質的，叫玄武玻璃。玄武巖是地殼的主要組成物質。在大洋底的地殼裂縫處，時時都在不斷湧出玄武巖巖漿，正是這些巖漿不斷刷新著地球的地殼。據估計，那裡的玄武巖巖漿大致以每年150億噸的流量湧出。玄武巖在過去的造山運動時期形成了一些巨大的高原。在月球上，也有很多玄武巖，是構成月球的主要巖石之一。玄武巖中的晶體大小取決於巖漿冷卻的速度，冷卻緩慢時，晶體就大，反之就小甚至不能結晶。陸地上形成的玄武巖常呈現出繩狀、塊狀和柱狀結構，水下形成的則為枕狀。在火山爆發時，玄武巖常常形成不同形狀的火山彈飛向四面八方。有的地方玄武巖厚達數千米，它們往往是數次或數十次噴發麵形成的，時間也可能經歷數十萬年。
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流紋巖
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屬於火山噴出巖，它其實就是花崗巖漿變的。在噴出後的凝固期間，因為流動而產生一些紋路痕跡而得名。與流紋巖相關的金屬礦產有鉛、鋅、銀、金和鈾等，非金屬礦常見的有沸石、蒙脫石、高嶺石、葉蠟石、明礬石和螢石等
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金伯利巖
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是一種具有具斑狀結構和角礫狀構造的雲母橄欖巖。1887年發現於南非的金伯利，所以叫了這麼個名字。金伯利巖產出金剛石的最主要巖石之一。除了金剛石以外，金伯利巖中還含有鎂鋁榴石、大顆粒形的橄欖石、斜方輝石、金雲母大晶體等。金伯利巖的形成與巖漿爆發有關，因此巖體中既有深層的物質碎塊，也有淺層的物質碎塊，從而具有複雜的斑狀結構、細粒結構和火山碎屑結構等等，這些碎屑是金伯利巖漿上升過程中夾帶上的物質。金伯利巖巖漿是在地260公裡深處，那裡的壓力達四五個大氣壓，溫度約1300攝氏度。在這樣的條件下有可能形成金剛石。當金伯利巖漿受到某種力量而向上快速上升時，就會形成一個筒狀的巖漿柱，稱為金伯利巖筒。在金伯利巖筒中會有一些大大小小的巖球，人們稱之為「鳳凰蛋」，這是找到金剛石礦的標誌之一。巖筒一般不會很大，通常面積不會超過2平方公裡，但常常成群出現。著名的南非金伯利巖就是由十多個著名的巖筒組成的巖筒群。並不是所有的金伯利巖中都會有金剛石產出，金剛石究竟是從金伯利巖漿結晶出來的，還是巖漿從地下別的什麼物質中捕獲來的，還是兩種可能都有，目前人們還沒有定論。
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金剛石晶體在巖石上
開採完的空巖筒
巖筒示意圖
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