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        운봉지역 하상퇴적물과 압쇄상화강암류의 지구화학적 특성 비교연구

        박영석,박대우,김종균,김성원,Park, Young-Seog,Park, Dae-Woo,Kim, Jong-Kyun,Kim, Sung-Won 대한자원환경지질학회 2007 자원환경지질 Vol.40 No.6

        운봉지역 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성규명을 통해, 주성분원소 및 미량원소에 대한 자연 배경치를 제시하고, 그 기반암(압쇄상화강암, Kim et al., 1992)과의 비교를 통해 지구화학적 재해에 대해 예견하고자 한다. 73개의 하상퇴적 물시료를 물이 흐르고 있는 1차 수계를 대상으로 채취하였고, XRD, XRF ICP-AES, NAA를 이용하여 주성분원소 및 미량성분원소를 분석하였다. 운봉지역의 주성분원소 함량은 $SiO_2\;36.94{\sim}65.39 wt.%,\;Al_2O_3\;10.15{\sim}21.77wt.%,\;Fe_2O_3\;3.17{\sim}10.90wt.%,\;CaO\;0.55{\sim}5.27wt.%,\;MgO\;0.52{\sim}4.94wt.%,\;K_2O\;1.38{\sim}4.54wt.%,\;Na_2O\;0.49{\sim}3.36wt.%,\;TiO_2\;0.39{\sim}1.27wt.%,\;MnO\;0.04{\sim}0.22wt.%,\;P_2O_5\;0.08{\sim}0.54wt.%$의 범위를 보이며, 미량성분 및 희토류원소 함량은, $Cu\;4.8{\sim}134ppm,\;Pb\;24.2{\sim}82.5ppm,\;Sr\;95.9{\sim}739ppm,\;V\;19.9{\sim}124ppm,\;Zr\;52.9{\sim}145ppm,\;Li\;25.2{\sim}3.3ppm,\;Co\;3.87{\sim}50.0ppm,\;Cr\;17.4{\sim}234ppm,\;Hf\;3.93{\sim}25.2ppm,\;Sc\;4.60{\sim}20.6ppm,\;Th\;3.82{\sim}36.9ppm,\;Ce\;45.7{\sim}243ppm,\;Eu\;0.89{\sim}2.69ppm,\;Yb\;1.42{\sim}5.18ppm$의 범위를 보인다. 주성분원소의 함량비교에서 CaO, $Na_2O,\;K_2O$ 함량은 하상퇴적물에서 기반암(압쇄상화강암류, Kim et al., 1992)인 압쇄상화강암류보다 높게 나타난다. 그리고 $Al_2O_3$와 $SiO_2$는 하상퇴적물과 기반암(압쇄상화강암류, Kim et al., 1992) 모두에서 높은 상관관계를 보인다. 하상퇴적물에서는 $SiO_2$ 함량이 높아질수록 희토류원소 함량도 같이 증가하는 특징을 보이나, 압쇄상화강암류에서는 $SiO_2$ 함량이 높아질수록 희토류원소 함량은 감소하는 특징을 보인다. The present study investigation the geochemical characteristics of the stream sediments in the Unbong area was conducted to enable a understanding the natural background and a prediction the prospects of geochemical disaster as a result of that bed rocks(mylonitic granites, Kim et al., 1992). We systematically collected seventy three stream sediments samples by wet sieving along the primary channels. Major, trace and rare earth element(REE) concentrations, combined with mineralogical characteristics, were determined by XRD, XRF, ICP-AES and NAA analysis methods. Major element concentrations for the stream sediments in the Unbong area were $SiO_2\;36.94{\sim}65.39wt.%,\;Al_2O_3\;10.15{\sim}21.77wt.%,\;Fe_2O_3\;3.17{\sim}10.90wt.%,\;CaO\;0.55{\sim}5.27wt.%,\;MgO\;0.52{\sim}4.94wt.%,\;K_2O\;1.38{\sim}4.54wt.%,\;Na_2O\;0.49{\sim}3.36wt.%,\;TiO_2\;0.39{\sim}1.27wt.%,\;MnO\;0.04{\sim}0.22wt.%,\;P_2O_5\;0.08{\sim}0.54wt.%$. Trace and REE concentrations for the stream sediments were $Cu\;4.8{\sim}134ppm,\;Pb\;24.2{\sim}82.5ppm,\;Sr\;95.9{\sim}739ppm,\;V\;19.9{\sim}124ppm,\;Zr\;52.9{\sim}145ppm,\;Li\;25.2{\sim}3.3ppm,\;Co\;3.87{\sim}50.0ppm,\;Cr\;17.4{\sim}234ppm,\;Hf\;3.93{\sim}25.2ppm,\;Sc\;4.60{\sim}20.6ppm,\;Th\;3.82{\sim}36.9ppm,\;Ce\;45.7{\sim}243ppm,\;Eu\;0.89{\sim}2.69ppm,\;Yb\;1.42{\sim}5.18ppm$. According to the comparison of average major element concentrations, CaO, $Na_2O\;and\;K_2O$ contents are higher in stream sediments than in bed rocks(mylonitic granites, Kim et al., 1992) $Al_2O_3\;and\;SiO_2$ contents show good correlation both stream sediments and bed rocks(mylonitic granites, Kim et al., 1992). Yb and Eu in the stream sediments show a positive correlation with $SiO_2$. In contrast, the stream sediments display a negative correlation.

      • KCI등재

        기반암에 따른 청풍지역 하상퇴적물의 지구화학적 특성

        박영석,박대우,김종균,송영상,이장존,Park, Young-Seog,Park, Dae-Woo,Kim, Jong-Kyun,Song, Yeung-Sang,Lee, Jang-Jon 대한자원환경지질학회 2006 자원환경지질 Vol.39 No.6

        이 연구에서는 청풍지역 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성 규명을 통해, 주성분원소 및 미량원소에 대한 청풍지역의 자연배경치를 제시하고, 지구화학적 재해에 대해 예견하고자 한다. 이를 위해 물이 흐르고 있는 1차 수계를 대상으로 하상퇴적물시료를 채취하였고, 실험실에서 자연건조 시켰으며, 화학적 분석을 위해 알루미나 몰타르를 이용하여 200메쉬 이하로 분쇄하였다. 주성분원소 및 미량성분원소는 XRD, XRF, ICP-AES, NAA를 이용하여 분석하였다. 청풍지역 하상퇴적물의 기반암에 따른 지질집단별 지구화학적 특성 비교를 위해, 화강암질편마암지역, 메타텍틱편마암지역, 다도응회암지역, 유치역암 지역, 능주용암지역으로 분류하였다. 청풍지역 하상퇴적물 전체에 대한 주성분원소 함량은 $SiO_2\;47.31{\sim}72.81\;wt.%,\;Al_2O_3 \;11.26{\sim}21.88\;wt.%,\;Fe_2O_3\;2.83{\sim}8.39\;wt.%,\;CaO\;0.34{\sim}7.54\;wt.%,\;MgO\; 0.55{\sim}3.59\;wt.%,\;K_2O\;1.71{\sim}4.31\;wt.%,\;Na_2O\;0.56{\sim}2.28\;wt.%,\;TiO_2\;0.46{\sim}1.24\;wt.%,\;MnO\;0.04{\sim}0.27\;wt.%,\;P_2O_5\;0.02{\sim}0.45\;wt.%$이다. 청풍지역 하상퇴적물 전체에 대한 미량성분원소 및 희토류원소 함량은 $Ba\;700ppm{\sim}8990ppm,\;Be\;1.0{\sim}3.50ppm,\;Cu\;6.20{\sim}60ppm,\;Nb\;12{\sim}28ppm,\;Ni\;4.4{\sim}61ppm,\;Pb\;13{\sim}34ppm,\;Sr\;65{\sim}787ppm,\;V\;4{\sim}98ppm,\;Zr\;32{\sim}164ppm,\;Li\;21{\sim}827ppm,\;Co\;3.68{\sim}65ppm,\;Cr\;16.7{\sim}409ppm,\;Cs\;72{\sim}37.1ppm,\;Hf\;4.99{\sim}49.2ppm,\;Rb\;71.9{\sim}649ppm,\;Sb\;0.16{\sim}5.03ppm,\;Sc\;4.97{\sim}5ppm,\;Zn\;26.3{\sim}375ppm,\;Ce\;60.6{\sim}373ppm,\;Eu\;0.82{\sim}6ppm,\;Yb\;0.71{\sim}10ppm$의 범위를 보였다. The purpose of this study is to determine the geochemical characteristics of the stream sediments in the Cheongpung area. So that we can understand the natural background and predict the prospects of geochemical disaster, if any. We collected the stream sediments samples by wet sieving along the primary channels and slow dried the collected samples in the laboratory and ground them to pass a 200 mesh using an alumina mortar and pestle for chemical analysis. Miner-alogical characteristics, major, trace and rare earth elements were determined by XRD, XRF, ICP-AES and NAA analysis methods. For geochemical characteristics on the geological group of stream sediments, the studied area was grouped into granitic gneiss area, metatectic gneiss area, Dado tuff area, Yuchi conglomerate area, and Neungju flow area in the Cheongpung area. Contents of major elements for the stream sediments in the Cheongpung area were $SiO_2\;47.31{\sim}72.81\;wt.%,\;A1_2O_3 \;11.26{\sim}21.88\;wt.%,\;Fe_2O_3\;2.83{\sim}8.39\;wt.%,\;CaO\;0.34{\sim}7.54\;wt.%,\;MgO\; 0.55{\sim}3.59\;wt.%,\;K_2O\;1.71{\sim}4.31\;wt.%,\;Na_2O\;0.56{\sim}2.28\;wt.%,\;TiO_2\;0.46{\sim}1.24\;wt.%,\;MnO\;0.04{\sim}0.27\;wt.%,\;P_2O_5\;0.02{\sim}0.45\;wt.%$. The con-tents of trace and rare earth elements for the stream sediments were $Ba\;700ppm{\sim}8990ppm,\;Be\;1.0{\sim}3.50ppm,\;Cu\;6.20{\sim}60ppm,\;Nb\;12{\sim}28ppm,\;Ni\;4.4{\sim}61ppm,\;Pb\;13{\sim}34ppm,\;Sr\;65{\sim}787ppm,\;V\;4{\sim}98ppm,\;Zr\;32{\sim}164ppm,\;Li\;21{\sim}827ppm,\;Co\;3.68{\sim}65ppm,\;Cr\;16.7{\sim}409ppm,\;Cs\;2.72{\sim}37.1ppm,\;Hf\;4.99{\sim}49.2ppm,\;Rb\;71.9{\sim}649ppm,\;Sb\;0.16{\sim}5.03ppm,\;Sc\;4.97{\sim}52ppm,\;Zn\;26.3{\sim}375ppm,\;Ce\;60.6{\sim}373ppm,\;Eu\;0.82{\sim}6ppm,\;Yb\;0.71{\sim}10ppm$.

      • KCI등재후보

        영광-김제 지역 화강암류의 암석화학적 연구

        박영석,김종균,김진,Park, Young-Seog,Kim, Jong-Kyun,Kim, Jin 대한자원환경지질학회 2001 자원환경지질 Vol.34 No.1

        Granitoids in the Younggwang-Kimje area can be divided into two types of granite. One is foliated granite (Cheongup and Kochang foliated granites) developed along the NE-SW direction kwangju fault system and the other is undeformed granite (Kimje and Younggwang granites) developed in the western part of the area. $SiO_2$ content of study area, Younggwang granite is 62.8-74.0%, Kochang foliated granite is 64.5-74.4%, Cheongup foliated granite is 64.5-70.2%, Kimje granite is 63.4-72.0%. The result indicated that these granitoids belong to the intermediate and acidic rock. In Harker's diagram, as $SiO_2$ increases, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$, MgO, CaO, $TiO_2$> $P_2O_{5}$s and MnO decrease, but $K_2O$ increases. In AFM diagram, Younggwang granite, Kochang foliated granite, Cheongup foliated granite and Kimje granite belong to calk-alkaline rock series. And in triangular diagrams of normative Qz-Or-Pl and An-Ab-Or, they are located in granodiorite and granite region. On the co-variation diagrams of trace elements with silica, Ba, Co, Li, Nb, An, Rb elements show increasing patterns. The diagrams of ACF and $Na_2O$ vs. $K_2O$ ratios indicate that granitoids of the study area belong to I-type. 영광-김제 지역에는 두 가지 형의 화강암류가 분포한다. 하나는 NE-SW방향의 광주단층계에 연하여 발달된 정읍, 고창엽리상화강암이고, 다른 하나는 광주단층계의 서편으로 발달괸 변형 되지 않은 김제화강암과 영광화강암이다. $SiO_2$의 함량은 영광화강암은 62.8~74.0% 고창엽리상화강암은 64.5~74.4%, 정읍엽리상화강암은 64.5~70.2% 김제화강암은 63.4~72.0% 으로, 이들 화강암류는 중성암과 산성암 영역에 포함된다. 하커의 변화도에서 $SiO_2$의 증가에 따라 $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$, MgO, CaO, $TiO_2$, $P_2O_{5}$, MnO는 감소하는 경향을 보이고 $K_2$O는 증가하는 경향을 보이는데, 이와 같은 결과는 화강암류에서 보이는 정상적인 분화경향을 나타낸다. AFM 삼각도에서 보면 각 화강암류는 칼크 -알칼린계열에 속함을 알 수 있다. 화강암류들을 norm값으로 구분한 Qz-Or-Pl 삼각도와 An-Ab-Or삼각도에 도시해보면, 각각에서 화강섬록암과 화강암의 영역에 도시됨을 알 수 있다. 미량성분은 $SiO_2$의 증가에 따라 Ba, Co, Li, Nb, Zn, Rb는 증가하는 경향을 보여주고, ACF diagram 과 $Na_2O$ vs $K_2O$ 변화도에서 연구지역의 화강암류는 I-type에 속함을 알 수 있다.

      • KCI등재
      • KCI등재

        광주-나주지역 화강암류에 대한 네오디움 표본연령 및 동위원소 특성연구

        박영석,Park, Young Seog 대한자원환경지질학회 1997 자원환경지질 Vol.30 No.2

        Diagrams of $^{87}Sr/^{86}Sr$ versus Ba/Nb and MgO/FeO are scattered, and $^{87}Sr/^{86}Sr$ variation with the increase of $SiO_2$ are scattered in Gwangju granitoid. Diagrams of $(^{87}Sr/^{86}Sr)$i versus $(^{143}Nd/^{144}Nd)$i and ${\varepsilon}Nd$ versus 1/Nd variation are also scattered in Gwangju granitoid. It shows that the source magma of Gwangju granitoid are derived from partial melting materials of heterogeneous upper crust. Very low ${\varepsilon}Nd$ values (-15.19~-19.49) and very high ${\varepsilon}Sr$ values (92.72~308.85) mean that the source magma of Gwangju granitoid is derived from sedimentary substance melting. According to $(^{87}Sr/^{86}Sr)$ 180Ma, and the plot of ${\varepsilon}Sr$ versus ${\varepsilon}Nd$, the Gwangju granitoid shows that the source magma is derived from upper crust materials. Nd model ages of Gwangju granitoid (1.82~2.42G.A.) are older than meta-sediments of Okcheon formation (1.15~1.60G.A.) and similar or close to Pre-Cambrian gneiss complex of Ryoungnam massif (2.17~2.47G.A.or 2.11~2.38G.A.).Therefore, the source magma of the Gwangju granitoid could be derived from the partial melting of Pre-Cambrian gneiss complex of Ryoungnam massif.

      • KCI등재

        고응력의 지시자로서 방해석 쌍정 분석연구

        박영석,장보안,김정빈,강성승,Park, Young-Seog,Jang, Bo-An,Kim, Cheong-Bin,Kang, Seong-Seung 대한자원환경지질학회 2007 자원환경지질 Vol.40 No.4

        고응력사의 지시자로서 방해석 쌍정 분석법을 이용하여 방해석내 쌍정이 생성될 당시의 변형온도와 고응력장의 상태 및 방향 등을 살펴보았다. 연구는 한반도 남부지역에 소규모로 불규칙하게 분포하고 있는 석회질 암석을 대상으로 수행되었다. 분석 결과에서 쌍정의 형태(한 방향 또는 두 방향의 얇고 두꺼운 직선형 쌍정), 변형률(1.235-7.453%), 두께($0.77-1.94{\mu}m$), 치밀도(25.26-41.99 twins/mm) 등을 고려하여 추정한 연구지역에서의 방해석 쌍정에 의한 변형온도는 약 $150^{\circ}-200^{\circ}C$ 이하로 나타났다. 주변형률의 크기와 방향에서 최대수축변형률($e_3\leftrightarrow{\sigma}_1$)의 방향은 경상분지 남부에 해당하는 GS-1와 영남육괴 남부에 해당하는 BS-1 지역에서 N-S, 그리고 옥천습곡대 서남부에 해당하는 NR-1 지역에서는 E-W 방향을 보였다. 최대인장변형률($e_1\leftrightarrow{\sigma}_3$)의 경우 GS-1과 BS-1 지역은 $NWW-SEE{\sim}NNE-SSW$ 그리고 NR-1 지역은 N-S 방향으로 나타났다. 즉, 연구지역에는 방해석 쌍정의 생성과 관련된 서로 다른 고응력장이 최소한 두 번 이상 작용했을 가능성을 시사한다. A temperature of deformation and the state and direction of paleostress at that time when twins in calcite grains had been produced were observed, using analysis of calcite twins as indicators of paleostress history. The study was performed with the target of carbonate rocks distributed randomly small size in the southern area of south Korea. Considering the appearance of twins (thin or thick straight twins with one or two twin sets), average twin strain (1.235-7.453%), thickness ($0.77-1.94{\mu}m$) and intensity (25.26-41.99 twins/mm) from the results of calculated calcite twins, it is estimated that calcite twins were produced under temperatures lower than approximately $150-200^{\circ}C$. In the magnitudes and directions of principal strains, the maximum shortening strain axis ($e_3\leftrightarrow{\sigma}_1$) is approximately N-S direction in the GS-1 area in the southern Gyeongsang Basin as well as in the BS-1 area in the southern Yongnam Massif, whereas E-W direction in the NR-1 area in the southwestern Ogcheon Fold Belt. In case of the maximum extension strain axis ($e_1\leftrightarrow{\sigma}_3$), it is oriented in NW-SE and NE-SW directions in the GS-1 and BS-1 area, respectively, and in N-S direction in the NR-1 area. That is, it is suggested that the paleostress which produced the calcite twins may be applied at least more than two times in the study area.

      • KCI등재

        호남탄전지역 폐탄광의 산성광산배수와 하상퇴적물의 환경지구화학적 특성

        박영석,김종균,김진,장우석,이기형,한민수,Park, Young-Seog,Kim, Jong-Kyun,Kim, Jin,Jang, Woo-Seog,Lee, Ki-Hyung,Han, Min-Su 대한자원환경지질학회 2002 자원환경지질 Vol.35 No.3

        The purpose of this study is to investigate environmental geochemical characteristics for the acid mine drainage and stream sediments in the abandoned Honam coal mine area. For the chemical analysis, stream winter samples were collected at 54 sites and for the mineralogical and chemical analysis, stream sediments samples were collected at 34 sites. Physical and chemical characteristics of stream water were measured at the site and chemical compositions were analyzed by ICP-AES, ICP-MS and IC. Mineralogical characteristics of stream sediments samples were determined using XRD, SEM and EDS. In physical and chemical properties, stream water shows thats pH 2.85~8.12, Eh -62~215 mV, EC 0.205~146 ms/m, ER 0.234~255 {$\Omega}{\cdot}$m, DO 0.03~1068 mg/L and TDS 10.96~1420mg/L. In chemical compositions, we obtain that K 0.118~3.184 mg/L, Mg 2.1~114.48 mg/L, Ca 2.59~l25.02 mg/L, Al 0.01~44.72 mg/L, Fe 0.108~89.49 mg/L and Na 5.45~125.41 mg/L. Stream sediments are commonly composed of quartz, illite and goethite in the result of x-ray diffraction. After heat treatment at 98$0^{\circ}C$, the hematite peaks are distinctly shown. In consideration of heavy metals (include Fe) for steam sediments, Fe ranges 22575~34713 ppm, Zn 41.66~970.3 ppm, Cd 0.52~52.07 ppm, Cu 1.25~198.5 ppm and Pb 0.43~77.35 ppm. 이 연구는 호남탄전지역 폐탄광에서 배출된 산성광산배수와 하상퇴적물에 대한 환경지구화학적 특성을 밝히기 위해 수행되었다. 화학적 분석을 위해 54곳에서 하천수를 채취하였고, 광물학적-화학적 분석을 위해 34개의 하상퇴적물을 채취하였다. 하천수의 물리화학적 특성은 현장에서 바로 측정하였고, ICP-AES, ICP-MS 와 IC를 이용하여 화학조성을 측정하였으며, 하상퇴적물의 광물학적 특성은 XRD, SEM 그리고 EDS를 이용하였다. 하천수의 물리화학적 특성은 pH 2.85~8.12, Eh -62~215 mV, EC 0.205~146 ms/m, ER 0.234~255 {$\Omega}{\cdot}$m, DO 0.03~1068 mg/L 그리고 TDS 10.96~1420 mg/L 이었고, 화학조성에서 K 0.118~3.184 mg/L, Mg 2.1~114.48 mg/L, Ca 2.59~125.02 mg/L, Al 0.01~44.72 mg/L, Fe 0.108~89.49 mg/L, Na 5.45~125.41 mg/L를 함유한 것으로 분석되었다. 하상퇴직물에 대한 XRD분석에서 석영, 일라이트, 괴사이트 등의 피크가 보였으며, 98$0^{\circ}C$로 가열하였더니 헤마타이트의 피크가 관찰되었다. 하상퇴적물의 중금속에 대한 고찰에서 Fe 22575~34713 ppm, Zn 41.66~970.3 ppm, Cd 0.52~52.07 ppm, Cu 1.25~198.50 ppm, Pb 0.43~77.35 ppm이 각각 검출되었다.

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        구례지역 하상퇴적물의 지질집단별 자연배경치에 대한 연구

        박영석(Young Seog Park),(Woo Seog Jang),(Jong Kyun Kim) 대한자원환경지질학회 2003 자원환경지질 Vol.36 No.4

        구례지역의 1차 계수를 대상으로 하상퇴적물을 채취하여 지질집단별 주성분 및 미량성분원소의 자연배경치를 설정하고자 하였다. 하상퇴적물은 구례지형도에서 오염의 우려가 없고 단일지질로 구성된 집수분지를 대표할 수 있는 시료를 1999년 4월과 5월에 걸쳐 채취하였고 화학분석을 실시하였다. 유해원소들의 부화정도를 알아보기 위해 tolerable level을 이용하여 살펴본 결과 일부 지역에서 Ni과 Cr의 함량이 tolerable level의 허용한계치를 초과하는 것으로 나타나는데, 이는 이들 지역의 기반암인 변성암류의 영향으로 인한 것으로 판단된다. 유해금속원소의 종합적인 부화양상을 규명하기 위하여 tolerable level을 이용하여 부화지수를 산출한 결과, 화강편마암지역은 0.39, 반상변정질화강편마암지역은 0.32, 흑운모편마암지역은 0.42, 혼성편마암지역은 0.41, 응회암지역은 0.30, 안산암지역은 0.46, 역암지역은 0.42, 화강암지역은 0.26으로 매우 낮은 부화지수를 보여주고 있는 것으로 보아 연구지역의 자연배경치는 유해금속원소의 오염에 노출되지 않은 것으로 판단된다. We collected the samples of stream sediments from primary channels in order to establish natural background of major and minor elements for geologic units in the Gurye area. Stream sediments samples having no possibility of contamination effect and representing drainage basins composed of uniform geology, were collected from April to May in 1999, the chemical analysis of which was carried out. The tolerable level was used to investigate the enrichment degree of harmful elements. The contents of Ni and Cr exceeded the tolerance level in some sections. The tolerance level excess of those elements was regarded as the effect of the metamorphic rock which constituted the bed rock of the area. In order to identify the comprehensive enrichment pattern, the tolerable level was used in calculating the enrichment index. The enrichment index of harmful heavy metals showed that Granite gneiss area is 0.39, Porphyroblastic granite gneiss area 0.32, Biotite gneiss area 0.42, Migmatitic gneiss area 0.41, Tuff area 0.30, Andesite area 0.46, Congromerate area 0.42, and Granite area 0.26. Those results showed that natural background of Gurye area had not been exposed to harmful heavy metal elements.

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