宜里鉬礦床地質(zhì)特征-成因及找礦方向

謝有煒， 陳　偉， 鄭兵華

(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局　贛南地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，贛州　341000)

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宜里鉬礦床地質(zhì)特征-成因及找礦方向

謝有煒， 陳偉， 鄭兵華

(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局贛南地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，贛州341000)

摘要：宜里鉬礦是21世紀(jì)初大興安嶺北段發(fā)現(xiàn)的一個中—大型規(guī)模的斑巖型鉬礦床。礦體分布嚴(yán)格受區(qū)內(nèi)F4逆斷層控制，呈透鏡狀、似層狀產(chǎn)出，主礦體厚度最大達(dá)73.42 m，礦床平均品位為0.083%。這里重點(diǎn)闡述礦床的地質(zhì)特征及礦床成因探討，對與成礦關(guān)系密切的F4逆斷層、圍巖蝕變分帶、成礦物質(zhì)來源及成礦時代等進(jìn)行綜合研究分析，認(rèn)為礦區(qū)南段深部可能存在隱伏斑巖體，燕山中期斑巖巖漿內(nèi)富含成礦物質(zhì)的氣水熱液，沿導(dǎo)礦構(gòu)造F4逆斷層運(yùn)移到上盤配套的次級網(wǎng)脈狀裂隙系統(tǒng)中沉淀、堆積、多階段疊加充填成礦。礦區(qū)南段及F4逆斷層下盤深部可能還存在一定規(guī)模的隱伏鉬礦體，仍具有較大的找礦潛力，為勘查區(qū)下一步找礦指明方向。

關(guān)鍵詞：大興安嶺北段； 宜里鉬礦； F4逆斷層； 蝕變分帶； 成礦物質(zhì)； 礦床成因； 找礦方向

1成礦地質(zhì)背景

1.1區(qū)域地質(zhì)背景

宜里鉬礦床位于大興安嶺北段鉬礦集區(qū)內(nèi)[1]，屬大興安嶺成礦省東烏珠穆沁旗-博克圖 Fe-Mo-Sn-W-Cu-Pb-Zn-Ag-Ag-Cr-螢石成礦亞帶[2]，大地構(gòu)造位于興安地塊東南緣與松嫩地塊的結(jié)合部位,三級構(gòu)造單元為東烏珠穆沁旗—多寶山奧陶島弧型活動帶。區(qū)域地層除廣泛分布的第四系沖積層及風(fēng)成砂土外，白堊紀(jì)火山巖發(fā)育，志留紀(jì)變質(zhì)巖零星分布；巖漿巖呈巖株分布有扎文其汗、奎中林場、大二溝、臥羅河4個復(fù)式巖體，巖性主要為花崗閃長巖、二長花崗巖、正長花崗巖和堿長花崗巖，宜里鉬礦位于臥羅河復(fù)式巖體的東端；區(qū)域褶皺相對不發(fā)育，斷裂構(gòu)造簡單，斷裂主要以北東向?yàn)橹鳎螢闁|西向、北西向及近南北向斷裂。

1.2礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)出露的地層除第四系外, 僅出露志留紀(jì)臥都河組花崗巖侵入的殘留體，巖性為長英質(zhì)角巖、炭質(zhì)板巖及長英質(zhì)片巖。殘留體受花崗巖侵入后同化混染，大小不一、產(chǎn)狀凌亂，總體傾向南西西,傾角66°～73°；巖漿巖從基性到酸性巖均有出露，其中二疊紀(jì)粗—中粒二長花崗巖、晚泥盆世中—細(xì)粒二長花崗巖以F4逆斷層為界，兩者均為鉬礦體的賦礦圍巖；斷裂構(gòu)造相對簡單,重要斷裂F4呈北北東向展布，性質(zhì)為張性逆斷層，后期可能兼具走滑特征，與成礦關(guān)系密切，為區(qū)內(nèi)重要的導(dǎo)礦構(gòu)造(圖1)。

圖1　宜里鉬礦礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig．1　The generalized geologic map of Yili molybdenum mineral district

2礦床地質(zhì)特征

宜里鉬礦床嚴(yán)格受北北東向F4逆斷層控制,礦體主要賦存于該斷裂構(gòu)造上盤的次級網(wǎng)脈狀裂隙系統(tǒng)中，產(chǎn)狀與斷裂構(gòu)造一致。

2.1礦體特征

宜里鉬礦床共圈出工業(yè)鉬礦體24條，其中4號鉬礦體為主礦體,資源/儲量占總資源/儲量的41.52%[3]，2號和5號鉬礦體規(guī)模較大,其他礦體規(guī)模較小。礦體呈緩傾角似層狀產(chǎn)出,延長數(shù)十至2 000余米,傾向延伸數(shù)十至500余米，在走向及傾向上具有膨大縮小(局部呈囊狀)、分枝復(fù)合和尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象；礦體傾向95°～114°，傾角3°～35°，深部總體上有往南東向收斂的趨勢。

2.2礦石特征

該鉬礦床發(fā)育有氧化帶與原生硫化帶,界線明顯，根據(jù)氧化程度可將礦石劃分為氧化礦石和硫化礦石兩種自然類型，礦石的工業(yè)類型以Mo為主,Cu共生礦石,伴生有益組分僅S元素達(dá)到評價標(biāo)準(zhǔn)。礦石結(jié)構(gòu)主要為自形葉片狀、鱗片狀結(jié)構(gòu)、半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、針狀、毛發(fā)狀結(jié)構(gòu)及碎裂結(jié)構(gòu)等；礦石構(gòu)造主要為似脈狀構(gòu)造、浸染-脈狀、簇狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造，其次為薄膜狀構(gòu)造。

2.2.1金屬/非金屬礦物組合

該鉬礦床礦石組成比較簡單,其中①金屬礦物主要為黃鐵礦、輝鉬礦，次要為黃銅礦、閃鋅礦、金紅石、磁鐵礦，微量的黝銅礦、斑銅礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、碲銀礦及次生鉬華、褐鐵礦、銅藍(lán)；②非金屬礦物主要為石英、鉀長石、斜長石，次要為絹云母—白云母、黑云母、綠泥石、方解石—白云石、螢石及微量的磷灰石、鋯石。

2.2.2成礦期及成礦階段

根據(jù)礦床蝕變特征、脈體相互關(guān)系，結(jié)合室內(nèi)光、薄片礦物的共生組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物間穿切關(guān)系及礦物生成順序的研究,將宜里鉬礦床的成礦作用劃分為5個成礦階段：

1)黃鐵礦—石英脈階段：黃鐵礦—石英脈、磁鐵礦—黃鐵礦—石英脈，不含或偶含輝鉬礦。

2)輝鉬礦—石英脈階段：輝鉬礦—石英脈、黃鐵礦—輝鉬礦—石英脈、磁鐵礦—黃鐵礦—輝鉬礦石英脈、黃鐵礦—黃銅礦—輝鉬礦—石英脈，輝鉬礦沿石英脈兩壁分布，總體較貧, 以不含或含少量鉀長石為特征，屬早期成礦階段。

3)輝鉬礦—鉀長石—石英脈階段：輝鉬礦—鉀長石—石英脈、黃鐵礦—輝鉬礦—鉀長石—石英脈、黃鐵礦—黃銅礦—輝鉬礦—鉀長石—石英脈，脈體含輝鉬礦較好，疊加于輝鉬礦—石英脈階段，使輝鉬礦化強(qiáng)度更大，以伴生鉀長石為特征，為區(qū)內(nèi)最重要的輝鉬礦成礦階段。

4)螢石—(鉀長石)—石英脈階段：黃鐵礦—螢石—石英脈、黃鐵礦—螢石—(鉀長石)—石英脈, 基本不含或偶含輝鉬礦，以螢石礦物普遍出現(xiàn)為特征，屬成礦的尾聲。

5)碳酸鹽脈階段：方解石、綠泥石細(xì)脈，是成礦末期的產(chǎn)物。

表生氧化期主要形成氧化礦石,如鉬華、銅藍(lán)、褐鐵礦及黃鉀鐵釩等次生氧化礦物。

2.3圍巖蝕變與礦化的關(guān)系

礦區(qū)圍巖比較單一，相應(yīng)的熱液蝕變相對簡單，圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、白云母化、綠泥石化、碳酸鹽化(方解石化)和高嶺土化，個別鉆孔深部出現(xiàn)鉀長石化。其中，石英絹( 白)云母化與礦化關(guān)系最為密切，一般石英絹(白)云母化越發(fā)育，礦化強(qiáng)度越大，而綠泥石化與礦化無明顯關(guān)系。

結(jié)合野外地質(zhì)觀察、巖芯編錄和兩個縱橫剖面薄片鑒定，初步圈定了宜里鉬礦區(qū)淺部50 m 以上的蝕變分帶(圖2)，分帶以F4逆斷層為中心，由內(nèi)向外依次為石英—絹(白)云母—黃鐵礦化帶(黃鐵絹英巖化帶)和綠泥石—綠簾石—方解石化帶(青磐巖化帶)。

圖2　宜里鉬礦平面蝕變分帶圖Fig．2　The alternation zoning map of Yili molybdenum

1)石英—絹(白)云母—黃鐵礦化帶(黃鐵絹英巖化帶)。典型的斑巖型鉬礦床最主要的蝕變類型[4]，往往與成礦關(guān)系密切相關(guān)。一般硅化、絹(白)云母化越強(qiáng)，礦化越好。黃鐵絹英巖化帶沿F4斷裂走向分布，與礦體平面投影走向一致，且在礦區(qū)最南段未封口；南北向縱剖面中ZK506和ZK106鉆孔中該蝕變帶強(qiáng)度相對較大，往南段ZK 801、ZK1203和ZK1603鉆孔的上部很弱，往深部增強(qiáng)，整體往礦區(qū)南段黃鐵絹英巖化帶發(fā)育的深度有增大的趨勢，預(yù)示南段鉬礦體的出現(xiàn)位置可能更深(圖3)。

2)綠泥石-綠簾石-方解石化帶(青磐巖化帶)。分布在石英-絹(白)云母-黃鐵礦化帶的外圍，以綠泥石化和方解石化為主，綠簾石化局部出現(xiàn),一般與主礦化關(guān)系不密切，但可以作為重要的找礦標(biāo)志。方解石化發(fā)育深部范圍較大，且疊加了早期絹英巖化,為礦區(qū)最晚期的蝕變。該蝕變帶東西向橫剖面中主要發(fā)育于F4逆斷層下盤ZK1717和ZK1709鉆孔的上部；南北向縱剖面中往礦區(qū)南段有向下延伸的趨勢，礦化出現(xiàn)的深度相應(yīng)增大，預(yù)示礦區(qū)南段深部可能為成礦的末梢環(huán)境，南段及F4逆斷層下盤的深部仍可能存在一定規(guī)模的隱伏鉬礦體(圖3、圖4)。

3成礦條件

通過對宜里鉬礦床不同成礦階段石英流體包裹體[5]氫、氧同位素、黃鐵礦單礦物顆粒中硫、鉛同位素及輝鉬礦Re-Os同位素測試分析,對礦區(qū)的成礦條件、成礦物質(zhì)來源、成礦時代和礦床成因等方面進(jìn)行歸納、總結(jié)和探討。

3.1成礦地質(zhì)條件

3.1.1地層

礦區(qū)出露的地層主要為二疊紀(jì)臥都河組長英質(zhì)角巖殘留體。二疊紀(jì)粗中粒二長花崗巖及分布其中的長英質(zhì)角巖殘留體均為鉬礦體的主要賦礦圍巖，晚泥盆世中細(xì)粒二長花崗巖為次要賦礦圍巖。分析認(rèn)為,宜里鉬礦床的成礦作用，對直接的賦礦圍巖沒有選擇性。

圖3　宜里鉬礦縱向剖面蝕變分帶圖Fig．3　The longitudinal alternation zoning graph of Yili molybdenum

圖4　宜里鉬礦橫剖面蝕變分帶圖Fig．4　The alternation zoning crossing section of Yili molybdenum

3.1.2巖漿巖

該鉬礦床黃鐵絹英巖化帶和青磐巖化帶發(fā)育，其中黃鐵絹英巖化帶與成礦關(guān)系密切。與典型的斑巖型鉬礦床相比，雖深部缺少特征鉀化帶(僅個別鉆孔深部出現(xiàn)鉀長石化)，但根據(jù)礦體特征、鉬礦化充填形式及平面、垂向蝕變分帶與礦化的關(guān)系分析認(rèn)為宜里鉬礦屬斑巖型鉬礦床。因此礦區(qū)南段深部應(yīng)該存在特征鉀化帶及與成礦關(guān)系密切的隱伏斑巖體，這與區(qū)內(nèi)花崗斑巖內(nèi)有石英脈穿過相印證。隱伏斑巖體與成礦時空關(guān)系密切,斑巖巖漿為成礦作用提供主要的成礦物質(zhì)來源和熱源，也預(yù)示礦區(qū)南段深部具有一定的成礦深度，還具有一定地找礦潛力。

3.1.3構(gòu)造條件

重要斷裂構(gòu)造F4張性逆斷層為礦區(qū)內(nèi)的重要導(dǎo)礦構(gòu)造，與成礦作用關(guān)系非常密切,其不僅控制著礦體的形成、規(guī)模和展布特征,而且成礦期后活動對礦體還有一定的改造和破壞作用。

1)F4逆斷層。根據(jù)F4斷裂構(gòu)造帶內(nèi)成分及產(chǎn)狀特征(走向 10°～15°、傾向東、傾角55°～ 65°)認(rèn)為F4斷裂構(gòu)造為一陡傾角，后期兼具走滑特征，多期、多階段活動的張性逆斷層。F4逆斷層嚴(yán)格控制鉬礦體的分布，為攜帶Mo、Cu等成礦元素的熱液上升提供了便利的通道,為成礦元素的遷移準(zhǔn)備了有利的構(gòu)造地質(zhì)條件,是礦區(qū)重要的導(dǎo)礦構(gòu)造。

一般斑巖型鉬礦床中，石英—絹(白)云母—黃鐵礦化帶(第Ⅰ蝕變帶)為相對高溫蝕變帶(位于核部、中心部位)，綠泥石-綠簾石-方解石化帶(第Ⅱ蝕變帶)為低溫蝕變帶(位于外側(cè))，第I蝕變帶的發(fā)育位置更偏向深部或者成礦中心的位置[6]。從圖2與圖4上可以看出：F4逆斷層?xùn)|側(cè)上盤地表及鉆孔內(nèi)主要第Ⅰ蝕變帶發(fā)育，西側(cè)下盤地表及鉆孔主要第Ⅱ蝕變帶發(fā)育，推測F4逆斷層上盤已經(jīng)相對大幅度抬升并被剝蝕，使得本應(yīng)在較深部的第 I 蝕變帶出露地表，而下盤相對下降，第Ⅱ蝕變帶保存完好。因此F4逆斷層下盤的深部可能存在一定規(guī)模的隱伏鉬礦體，仍具有較大地找礦潛力。

2)裂隙。礦區(qū)鉬礦體的表現(xiàn)形式為裂隙中充填含鉬石英脈(圖5)。F4逆斷層上盤與其多期次、多階段構(gòu)造活動配套的次級網(wǎng)脈狀裂隙系統(tǒng)發(fā)育，后期熱液經(jīng)F4導(dǎo)礦構(gòu)造運(yùn)移到網(wǎng)脈狀裂隙系統(tǒng)中沉淀、堆積、疊加充填成礦。網(wǎng)脈狀裂隙系統(tǒng)總體走向以近南北向?yàn)橹?，傾向優(yōu)先為70°～ 110°、次為260°～ 290°區(qū)間，傾角優(yōu)先為20°～ 30°、次為50°～ 70°區(qū)間(圖6)，與鉆孔及縱橫剖面上含鉬石英脈反映的產(chǎn)狀基本一致，為礦區(qū)成礦作用提供有利的容礦空間。

圖5　ZK1710含鉬石英脈(296.4 m處)Fig．5　Quartz vein bearing molybdenum of ZK1701

圖6　裂隙傾向、傾角玫瑰花圖Fig．6　The rose diagram of trend strike of fracture

3.2成礦物質(zhì)來源

根據(jù)不同成礦階段石英流體包裹體氫、氧同位素，黃鐵礦單礦物顆粒中硫、鉛同位素特征,對宜里鉬礦床的成礦物質(zhì)來源進(jìn)行分析推斷。

3.2.1氫、氧同位素特征

不同成礦階段石英流體包裹體進(jìn)行氫氧同位素分析(表1)。十個樣品的石英流體包裹體中δDV-SMOW和δ18OV-SMOW值變化范圍都較小，分別為-121.1 ‰～-92.7 ‰(平均值為-106.14 ‰)和8.2 ‰～10.9 ‰(平均值為10 ‰)。利用與礦物平衡的水的氧同位素分餾公式：

1000l nα石英-水=3.38×106T2-3.40[10]

與同一成礦階段流體包裹體均一溫度平均值計(jì)算得出δ18O水值范圍為-1.65 ‰～+2.84 ‰，位于雨水線和巖漿水之間區(qū)域(圖6)，靠近巖漿水，相比巖漿水的δ18O水值低，說明成礦流體成礦過程中有大氣水的參與。

圖7　宜里鉬礦δD-δ18O水 圖解關(guān)系Fig．7　The illustration of δD-δ18O水 of Yili molybdenum

3.2.2硫、鉛同位素特征

從礦石中挑選出單礦物黃鐵礦顆粒進(jìn)行硫、鉛同位素分析(表2)。9個樣品的(34S值變動范圍比較小，為+0.3 ‰～+3.8 ‰(平均為+1.64 ‰)，接近隕石的δ34S值。大量研究表明,硫同位素值變動范圍小于10%,其硫源比較單一[7]。結(jié)合宜里鉬礦的礦化特征,初步判斷硫主要來源于深源巖漿,應(yīng)為幔源硫。鉛同位素組成較穩(wěn)定，比值變動范圍小，屬含放射成因鉛不高的異常鉛。特征值μ值變化范圍9.36～9.37，屬于地幔鉛范疇(9.107～9.378)，Th/U比值變化范圍3.57～3.65，介于地幔(3.45)與下地殼(5.74)之間，屬下地殼與地?；旌香U源。硫、鉛同位素特征反映出宜里鉬礦的成礦物質(zhì)主要來源既有殼源(地殼深部)，也有幔源，具有殼?；煸刺卣鳌?/p>

3.3成礦年代

2011年中國地質(zhì)科學(xué)院礦床資源研究所黃凡等采用輝鉬礦Re-Os同位素測試確定礦床的成礦時代，所采5個輝鉬礦樣品的Re-Os模式年齡變化范圍為(132.9±2.1)Ma～(130±2 )Ma(表3),等時線年齡為(136.5 ±7.4)Ma(MSWD=2.2),誤差較大；加權(quán)平均年齡為(131.8 ±1.5 )Ma(MSWD=2.0)(圖8)，與模式年齡接近，更能夠代表礦床成礦年齡[8]。

表1　里鉬礦石英流體包裹體氫、氧同位素分析結(jié)果

核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試,2011.

表2　宜里鉬礦黃鐵礦中硫、鉛同位素分析結(jié)果

國土資源部同位素實(shí)驗(yàn)室分析測試,2011.

表3　宜里鉬礦輝鉬礦Re-Os 同位素測試結(jié)果

國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)中心Re-Os同位素實(shí)驗(yàn)室分析測試,2011.

圖8　宜里鉬礦輝鉬礦Re-Os同位素等時線和加權(quán)平均年齡Fig．8　The isochorn curve and of weighted average year of Re-Os isotope in the molybdaena of Yili molydbneum ore(a)輝鉬礦Re-Os同位素等時線年齡;(b)輝鉬礦Re-Os同位素加權(quán)平均年齡

3.4礦床成因探討

依據(jù)宜里鉬礦礦床地質(zhì)特征，結(jié)合氫、氧、硫和鉛同位素特征反映出原始成礦物質(zhì)主要來源于地殼深部或地幔及輝鉬礦Re-Os成礦年齡認(rèn)為：宜里鉬礦床是形成于燕山中期晚階段早白堊世(131.8 Ma ±1.5)礦區(qū)南段深部隱伏的花崗斑巖巖漿中，富含成礦物質(zhì)(主元素鉬)的氣水熱液(含大氣水參與)上侵后，沿導(dǎo)礦構(gòu)造F4逆斷層運(yùn)移到上盤與其多期次、多階段構(gòu)造活動配套的次級網(wǎng)脈狀裂隙系統(tǒng)中沉淀、堆積、多階段疊加充填成礦。根據(jù)礦區(qū)鉬礦體特征、鉬礦化充填形式、圍巖蝕變分帶與礦化的關(guān)系及成礦地質(zhì)條件等認(rèn)定，宜里鉬礦礦床類型應(yīng)屬斑巖型鉬礦床。

4結(jié)論

1)宜里鉬礦床礦體分布嚴(yán)格受F4逆斷層控制，礦體的主要賦礦圍巖為二疊紀(jì)粗中粒二長花崗巖及分布其中的長英質(zhì)角巖殘留體，次要賦礦圍巖為晚泥盆世中細(xì)粒二長花崗巖。礦區(qū)南段深部存在的隱伏斑巖體，為成礦作用提供了主要的物源和熱源。

2)礦石中黃鐵礦單礦物硫、鉛同位素分析結(jié)果表明,宜里鉬礦的成礦物質(zhì)主要來源既有殼源(地殼深部)，也有幔源，具有殼?；煸刺卣?。

3)輝鉬礦Re-Os同位素測定宜里鉬礦成礦年齡為(131.8±1.5)Ma，礦床形成于燕山中期晚階段早白堊世,屬斑巖型鉬礦床。

4)推測礦區(qū)南段及F4逆斷層下盤深部可能還存在一定規(guī)模的隱伏鉬礦體，仍具有較大的找礦潛力。

致謝：

本文為“內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂倫春自治旗宜里農(nóng)場礦區(qū)銅鉬礦勘探報告” 勘查項(xiàng)目部分資料，屬集體勞動成果。成文過程中得到項(xiàng)目負(fù)責(zé)人劉翠輝高級工程師的熱情幫助，在此深表謝忱。

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The geological characteristic-genesis and direction of mineral prospecting of the Yili molybdenum bed

XIE You-wei, CHEN Wei， ZHENG Bing-hua

(South Jiangxi Geological Surveying Party, Jiangxi Bureau of Geological and Mineral Resources,Ganzhou341000, China)

Abstract:YiLi molybdenum, the large-scale porphyry molybdenum deposit, is discovered at the northern section of Daxinganling in the 21st century. The distribution of the orebody is strictly controlled by the regional thrust fault F4, the shape is lenticular and stratoid, the maximum thickness of the main orebody is 73.42 m and the average grade is 0.083 %. This paper focused on the investigate of the geological characteristic and genesis of the orebody, comprehensive researching and analyzing the thrust fault F4which affected the mineralization, the zonation of surrounding rock and alteration, the source of minerals, the metallogenic epoch and so on. Based on the above analysis, it is estimated that there may be buried porphyry in the southern mining area, and in the middle Yanshan Period the gas-water hydrothermal contained the minerals is migrated to the matching and secondary stockwork fracture system of along the guiding-structure F4,and then is deposited, accumulation and multi-stage superimposed filling mining. There could be the certain scale buried molybdenum orebody at the southern mining area and the deep footwall of thrust fault F4and great potential for the prospecting. It is predicted the next prospecting direction for the exploration area.

Key words:northern section of Daxing’anling; Yili molybdenum ore; thrust falut F4; alternation zoning; mineralization substance; metallogenism; direction of the mineral prospecting

中圖分類號：P 632

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1001-1749.2016.01.17

文章編號：1001-1749(2016)01-0112-08

作者簡介：謝有煒(1959-)，男，高級工程師，從事地質(zhì)勘查工作， E-mail：342259356@qq.com。

收稿日期：2015-01-21改回日期：2015-04-10