基于压缩感知理论的远震P波数据重建研究

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作者 杨歧焱 吴庆举 +4 位作者 魏亚杰 曹静杰 蔡志成 杨志权 盛艳蕊 《地震学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期413-424,共12页

本文将基于压缩感知理论的地震观测数据重建方法用于天然远震事件的P波到时处理之中,基于曲波(curvelet)变换,建立基于L_(1)范数的正则化反演模型,并采用迭代收缩阈值算法(ISTA)求解该模型。针对在内蒙古布设的流动地震台阵记录到的远... 本文将基于压缩感知理论的地震观测数据重建方法用于天然远震事件的P波到时处理之中,基于曲波(curvelet)变换,建立基于L_(1)范数的正则化反演模型,并采用迭代收缩阈值算法(ISTA)求解该模型。针对在内蒙古布设的流动地震台阵记录到的远震波形数据,对其进行稀疏采样,采用稀疏反演重建方法对欠采样数据进行重建,并拾取重建数据的P波到时,之后开展远震P波层析成像进行验证。研究结果表明,远震天然地震观测数据在曲波变换中表现出稀疏性,可利用压缩感知方法实现远震P波数据的完备化处理。基于内蒙古流动地震台阵数据三维P波成像也表明,基于压缩感知的数据重建技术可以提高地震层析成像的分辨率,且压缩感知采集技术在天然地震研究中具有潜在的应用价值。 展开更多

关键词 压缩感知 曲波变换 远震P波 数据重建 L_(1)范数

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怀涿盆地北缘断裂带土壤气体地球化学特征

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作者 唐杰 张素欣 +2 位作者 盛艳蕊 王江 丁志华 《地震学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期84-97,共14页

在河北怀涿盆地的郝家坡和小水峪布设两条测线开展了四期土壤气Rn,CO_(2)和Hg的浓度测量,并基于此研究该盆地北缘断裂带南西段和北东段土壤气地球化学特征的空间分布差异及其与断裂活动的关系。结果显示:郝家坡剖面土壤气Rn, CO_(2)和H... 在河北怀涿盆地的郝家坡和小水峪布设两条测线开展了四期土壤气Rn,CO_(2)和Hg的浓度测量,并基于此研究该盆地北缘断裂带南西段和北东段土壤气地球化学特征的空间分布差异及其与断裂活动的关系。结果显示:郝家坡剖面土壤气Rn, CO_(2)和Hg的浓度平均值分别为8 371.16 Bq/m^(3),0.85%和14.82 ng/m^(3);小水峪剖面土壤气Rn,CO_(2)和Hg的浓度平均值分别为2 813.18 Bq/m^(3),0.42%和13.08 ng/m^(3),可见郝家坡地区土壤气Rn,CO_(2)和Hg的浓度平均值均高于小水峪地区,这种浓度空间分布的差异性可能是断裂活动性和断裂破碎程度不同所致。对区域土壤Hg浓度(total mercury,简称为THg)与土壤气测量浓度的对比分析可知,深层THg浓度与土壤气Rn,CO_(2)和Hg浓度在空间分布上具有一定的一致性,且高值异常点分布于断裂带附近。结合区域定点前兆观测数据及地震活动性分析认为,该断裂目前活动水平相对较弱。结果表明,利用土壤气浓度的分布情况探测该区域隐伏断裂的浅层位置具有一定可行性,同时土壤气浓度连续观测对判定该区域断裂的活动性具有一定指示意义。 展开更多

关键词 怀涿盆地北缘断裂 土壤气 土壤汞 断裂活动性

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新保安—沙城断裂带土壤气地球化学特征分析 被引量：14

3

作者 盛艳蕊 张子广 +7 位作者 周晓成 杜建国 周月玲 张冠亚 张瑞鑫 刘永梅 孙玉涛 丁志华 《地震》 CSCD 北大核心 2015年第4期90-98,共9页

测量断裂带土壤气浓度变化,是监测断裂活动性和地震危险性的重要途径之一。2014年5月,我们在怀来地区新保安-沙城断裂测量了断层土壤气H2、He、CO2、Rn、Hg浓度以及CO2、Rn、Hg的通量。测量结果显示：H2、He、CO2、Rn、Hg浓度变化范围... 测量断裂带土壤气浓度变化,是监测断裂活动性和地震危险性的重要途径之一。2014年5月,我们在怀来地区新保安-沙城断裂测量了断层土壤气H2、He、CO2、Rn、Hg浓度以及CO2、Rn、Hg的通量。测量结果显示：H2、He、CO2、Rn、Hg浓度变化范围分别为,H2：（0.4~34.2）×10-6、He：（2.8~7）×10-6、CO2：（0.051~1.19）%、Rn：（0.31~18.22）kBq/m3、Hg：（2~54）ng/m3。土壤气H2和Rn是揭示断层位置的有效参数之一,在断层附近以及有陡坎的地区有明显高值异常。通过对怀来地区新保安-沙城断裂土壤气浓度及通量地球化学研究初步确定断裂带有较高的脱气强度,与此区域地震活动性有一定的关系。 展开更多

关键词 土壤气 气体地球化学 新保安—沙城断裂

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昌黎井水位破年变异常分析 被引量：5

4

作者 盛艳蕊 张子广 +2 位作者 张素欣 杨歧焱 于春颂 《中国地震》 北大核心 2015年第2期399-408,共10页

井水位破年变异常是中强震前中短期异常的重要表现形式,但降雨、地下水开采等因素也会引起水位年变动态的改变。本文利用动态年周期方法识别出2000~2013年昌黎井水位破年变异常,结果显示,2010、2012年该井水位破年变是与地震活动有关的... 井水位破年变异常是中强震前中短期异常的重要表现形式,但降雨、地下水开采等因素也会引起水位年变动态的改变。本文利用动态年周期方法识别出2000~2013年昌黎井水位破年变异常,结果显示,2010、2012年该井水位破年变是与地震活动有关的前兆异常,其他时段的水位破年变异常多为降雨、井孔条件改变、附近井孔抽水等因素引起,表明该井水位异常可以为震情判定提供依据。 展开更多

关键词 井水位 破年变 动态年周期方法 异常分析

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河北何家庄流体观测井水文地球化学特征分析 被引量：8

5

作者 盛艳蕊 张子广 +2 位作者 周月玲 丁志华 唐杰 《中国地震》 北大核心 2020年第2期295-304,共10页

应力、应变或地震活动会打破地壳中流体原有的水-岩平衡状态,引起地下流体化学组分和同位素的变化。根据河北何家庄流体观测井氢氧同位素和离子化学组分测试结果,分析了该井的地球化学特征及与构造活动的关系。由氢氧同位素结果及高程效... 应力、应变或地震活动会打破地壳中流体原有的水-岩平衡状态,引起地下流体化学组分和同位素的变化。根据河北何家庄流体观测井氢氧同位素和离子化学组分测试结果,分析了该井的地球化学特征及与构造活动的关系。由氢氧同位素结果及高程效应,判定井水来源主要为大气降水,大气降水沿断裂裂隙渗入,深循环后温度增加,经溶滤作用等形成热水;按照舒卡列夫分类法,何家庄井水为Cl-Na.Ca型。受2015年9月14日昌黎M4.2地震的影响,区域应力变化使井孔断裂岩石裂隙增大,深部热水上涌,引起何家庄井水离子组分和氢氧同位素组成等发生变化。研究结果表明,对何家庄井流体地球化学特征进行分析,可以为井孔附近断裂构造活动和地震前兆异常分析提供地球化学依据。 展开更多

关键词 何家庄流体观测井 离子化学组分 氢氧同位素 构造活动

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楼盘施工注浆及荷载对唐山矿井水位的影响分析 被引量：3

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作者 盛艳蕊 张子广 +3 位作者 张素欣 孙东霞 单连君 尹宝军 《中国地震》 北大核心 2013年第1期142-147,共6页

2010年唐山矿井水位上升速率明显加快,上升幅度明显高于往年同期。本文从地下水动力学和荷载效应角度,利用抽(注)水试验模型和均布荷载下半无限大的弹性空间理论模型,分析井孔附近楼盘施工注浆及建成后荷载作用对井水位的影响。结果表明... 2010年唐山矿井水位上升速率明显加快,上升幅度明显高于往年同期。本文从地下水动力学和荷载效应角度,利用抽(注)水试验模型和均布荷载下半无限大的弹性空间理论模型,分析井孔附近楼盘施工注浆及建成后荷载作用对井水位的影响。结果表明,距井孔200～700m范围内注浆,每天注浆2500m3,注浆270d,能引起井水位上升8～11m的变化;大面积的楼盘荷载作用可以引起井水位上升约4m的变化。通过对这些影响因素的分析,认为唐山矿井水位的上升异常与楼盘施工注浆及建成后的荷载作用有一定的相关性。 展开更多

关键词 唐山矿井 水位上升 均布荷载理论模型 抽水试验模型

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黄骅井水位水温同步反向变化成因分析 被引量：9

7

作者 盛艳蕊 张子广 +1 位作者 张素欣 呼晶磊 《华北地震科学》 2010年第4期37-40,共4页

黄骅井水位2006年以来出现多次快速上升变化,水温有同步或滞后下降。通过水位加卸载试验和井管水体温度梯度测量,结合井孔水文地质条件,分析认为黄骅井水位快速上升变化多数是外界环境影响引起,水温在水位大幅度快速上升变化时产生的同... 黄骅井水位2006年以来出现多次快速上升变化,水温有同步或滞后下降。通过水位加卸载试验和井管水体温度梯度测量,结合井孔水文地质条件,分析认为黄骅井水位快速上升变化多数是外界环境影响引起,水温在水位大幅度快速上升变化时产生的同步或准同步下降,是次生效应,冷水下渗说对其有较为合理的解释。 展开更多

关键词 黄骅井 水位 水温 同步反向变化

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唐山断裂带土壤气地球化学特征分析 被引量：2

8

作者 盛艳蕊 张子广 +3 位作者 丁志华 赵建明 荣伟健 张志相 《震灾防御技术》 CSCD 北大核心 2020年第2期452-462,共11页

由于唐山断裂带土壤气地球化学研究成果相对较少,因此于2017—2018年分3期对唐山断裂带5条分支断裂土壤气浓度(包括Rn、Hg、CO2)和通量(包括Rn、Hg)进行测量,利用土壤气浓度平均值+2倍均方差的方法确定每条断裂异常限。分析结果表明,唐... 由于唐山断裂带土壤气地球化学研究成果相对较少,因此于2017—2018年分3期对唐山断裂带5条分支断裂土壤气浓度(包括Rn、Hg、CO2)和通量(包括Rn、Hg)进行测量,利用土壤气浓度平均值+2倍均方差的方法确定每条断裂异常限。分析结果表明,唐山-古冶断裂和唐山断裂土壤气浓度及通量出现高值异常;2017—2018年ML1.0以上地震多集中在唐山断裂和唐山-古冶断裂,与土壤气异常分布有较好的相关性;土壤气地球化学空间变化特征能反映断裂带的分段活动性。 展开更多

关键词 土壤气 气体地球化学 唐山断裂 唐山-古冶断裂

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栾城王家庄井水位异常分析 被引量：2

9

作者 盛艳蕊 张子广 +1 位作者 张素欣 李薇 《地震地磁观测与研究》 2013年第5期221-224,共4页

2012年8月栾城王家庄井水位短时间内多次出现快速、大幅下降变化,调研发现,下降异常由距离该井约860 m的新井抽水引起。利用抽水试验模型,定量模拟抽水对王家庄井水位的变化影响,模拟结果与实际变化量相当,进一步确定该井水位下降异常... 2012年8月栾城王家庄井水位短时间内多次出现快速、大幅下降变化,调研发现,下降异常由距离该井约860 m的新井抽水引起。利用抽水试验模型,定量模拟抽水对王家庄井水位的变化影响,模拟结果与实际变化量相当,进一步确定该井水位下降异常为抽水影响。 展开更多

关键词 水位 下降异常 抽水

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楼盘施工对深州地震台土壤二氧化碳浓度的影响

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作者 盛艳蕊 张子广 +2 位作者 丁志华 周月玲 张素欣 《震灾防御技术》 CSCD 北大核心 2016年第2期367-374,共8页

本文研究了深州地震台土壤二氧化碳浓度的变化与地温、降水以及环境影响等因素的关系。深州台CO_2浓度具有夏高冬低的年变特征。2014年7月CO_2浓度值在正常上升的背景下,出现转平而变低,导致了与正常年动态不一致。通过与地温、降水以... 本文研究了深州地震台土壤二氧化碳浓度的变化与地温、降水以及环境影响等因素的关系。深州台CO_2浓度具有夏高冬低的年变特征。2014年7月CO_2浓度值在正常上升的背景下,出现转平而变低,导致了与正常年动态不一致。通过与地温、降水以及环境影响等因素相关分析,认为台站周边楼盘施工开槽打桩使CO_2扩散通量增加,使土壤CO_2逃逸,造成深州台CO_2浓度测值变低。 展开更多

关键词 CO2 深州地震台 开槽打桩 扩散 土壤气

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地震流体地球化学应用研究概述

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作者 盛艳蕊 杨歧焱 张子广 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期837-842,共6页

综述了近几年国内外有关流体地球化学异常与地震活动、土壤气监测断裂构造活动与火山喷发以及深部流体地球化学研究方面的成果。多项研究表明,地下气体的映震能力较高,研究断层土壤气地球化学特征随时间的变化,可进一步研究地震动力学特... 综述了近几年国内外有关流体地球化学异常与地震活动、土壤气监测断裂构造活动与火山喷发以及深部流体地球化学研究方面的成果。多项研究表明,地下气体的映震能力较高,研究断层土壤气地球化学特征随时间的变化,可进一步研究地震动力学特征,从而为震情判定提供依据。因此加强断层土壤气测量来监测断裂活动,是探索地震前兆与地震预测的重要途径,是今后地震地下流体的研究方向。深部流体是地球各大圈层相互作用中最活跃因素,对地球深部构造活动起重要作用,可为地震预报提供有力依据。因此对其地球化学特征及运移机制的研究应给予充分重视。 展开更多

关键词 地震 流体 地球化学 土壤气

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美国地球透镜计划中“地形学和构造学”的进展 被引量：1

12

作者 盛艳蕊 《国际地震动态》 2012年第8期5-8,共4页

1地形学和构造学：阐明岩石圈形变的时空模式构造地貌学提供了10。～10。年时间尺度范围的资料，弥补了大地测量和传统地质在时间尺度上的差异，将会为人类对岩石圈变形认识做出重大贡献。地表形貌的数字化表示、地表特征的同位素测年... 1地形学和构造学：阐明岩石圈形变的时空模式构造地貌学提供了10。～10。年时间尺度范围的资料，弥补了大地测量和传统地质在时间尺度上的差异，将会为人类对岩石圈变形认识做出重大贡献。地表形貌的数字化表示、地表特征的同位素测年技术、控制整个地表物质运动规律的定量化表示等方法的不断发展，使得过去十年中对地形学的研究发生了巨大变革。同时，沉积学也给地表运动带来了重要的制约因素。地球透镜计划将提供更多新的信息，用于探测地幔、地壳和地表过程之间的耦合。 展开更多

关键词 地球透镜计划 地形学 构造学 岩石圈变形 美国 地表特征 物质运动规律 时间尺度

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井水位对气压扰动的响应 被引量：17

13

作者 张子广 盛艳蕊 +2 位作者 张素欣 李薇 尹宏伟 《地震研究》 CSCD 北大核心 2010年第2期170-175,共6页

分析了河北省地震地下流体井网的黄骅、深州、无极、宁晋、永年五口深井水位对气压扰动的响应。结果表明,气压瞬间的大幅度变化能够引起水位的准同步变化,由此求得的井水位气压系数与利用日均值序列计算的气压系数基本相当;与日均值序... 分析了河北省地震地下流体井网的黄骅、深州、无极、宁晋、永年五口深井水位对气压扰动的响应。结果表明,气压瞬间的大幅度变化能够引起水位的准同步变化,由此求得的井水位气压系数与利用日均值序列计算的气压系数基本相当;与日均值序列相关分析结果比较,水位对气压扰动的响应表现出了一定的波动性。 展开更多

关键词 气压扰动 气压系数 水位 响应 线性回归

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一次显著的远场水位短临异常 被引量：7

14

作者 张素欣 张子广 +1 位作者 盛艳蕊 宫猛 《中国地震》 北大核心 2013年第3期386-392,共7页

2012年2月2日辽宁营口发生了M4.3和M4.1地震。震前距震中468km的河北省黄骅井水位出现了显著的短临下降异常变化,异常过程演化与震级较小的营口地震序列发展具有完整的可对比性。本文从地质、构造、震源机制等方面,分析判断该异常与构... 2012年2月2日辽宁营口发生了M4.3和M4.1地震。震前距震中468km的河北省黄骅井水位出现了显著的短临下降异常变化,异常过程演化与震级较小的营口地震序列发展具有完整的可对比性。本文从地质、构造、震源机制等方面,分析判断该异常与构造活动应有一定的相关性,是一次显著的远场水位短临异常。 展开更多

关键词 黄骅井 营口地震 构造活动 水位 短临异常

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昌黎井水位、水氡趋势动态特征分析 被引量：7

15

作者 张子广 盛艳蕊 +2 位作者 李非 张素欣 薛志芳 《华北地震科学》 2011年第2期19-22,共4页

分析了昌黎井2004年洗井前后水位、水氡的趋势动态特征,认为洗井是造成水位和水氡两者趋势变化不同步的主要原因之一。经过观测环境调查,判定2009年以来水位趋势下降并打破年变规律与附近温泉井抽水有关。

关键词 水位 水氡 抽水 洗井

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赤城井水温趋势转折上升原因分析 被引量：3

16

作者 张子广 盛艳蕊 +3 位作者 马利军 王曰风 朱振兴 丁志华 《华北地震科学》 2014年第2期50-54,共5页

赤城井水温2010年底至2011年初由下降趋势转折上升,最大上升幅度约0.02℃,本文对此现象进行了实地调查和分析研究。通过环境因素对比分析,认为该井水温转折上升与赤城县城区白河湾公园蓄水有关。同时,根据分析结果,推测赤城井水温后续... 赤城井水温2010年底至2011年初由下降趋势转折上升,最大上升幅度约0.02℃,本文对此现象进行了实地调查和分析研究。通过环境因素对比分析,认为该井水温转折上升与赤城县城区白河湾公园蓄水有关。同时,根据分析结果,推测赤城井水温后续变化的可能特征是持平或恢复下降趋势。 展开更多

关键词 水温 地温 蓄水 异常 赤城

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地下水超采区井水位非前兆异常分析 被引量：4

17

作者 张素欣 刘耀炜 +1 位作者 盛艳蕊 李非 《华北地震科学》 2009年第4期1-5,共5页

根据地下水过量开采的现状,结合每一个观测井所处的地质环境以及井区的水文地质条件、观测系统等因素,对超采地下水造成井水位非前兆异常特征的普遍性与个性进行研究。结果表明,这类非前兆异常与含水层状态密切相关,变化幅度大,空间上... 根据地下水过量开采的现状,结合每一个观测井所处的地质环境以及井区的水文地质条件、观测系统等因素,对超采地下水造成井水位非前兆异常特征的普遍性与个性进行研究。结果表明,这类非前兆异常与含水层状态密切相关,变化幅度大,空间上不集中,时间上不丛集,一般为单个变化,个性特征较明显。 展开更多

关键词 地下水超采区 井水位 非前兆异常

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地下水动态多尺度地震预测技术初探 被引量：2

18

作者 张素欣 盛艳蕊 +2 位作者 单连君 张子广 张秀萍 《华北地震科学》 2011年第4期1-6,共6页

针对华北地区40多年的地下水动态资料,分别依据从月均值、日值、分钟值等不同尺度资料中提取的具有可重复的代表不同时间特征的异常信息,进行多级地震预测研究。研究结果表明,华北中强地震之前区域地下水存在10年准周期特征,周期的上升... 针对华北地区40多年的地下水动态资料,分别依据从月均值、日值、分钟值等不同尺度资料中提取的具有可重复的代表不同时间特征的异常信息,进行多级地震预测研究。研究结果表明,华北中强地震之前区域地下水存在10年准周期特征,周期的上升和高值段可作为长趋势异常变化,在上升(或高值)趋势变化背景上存在3年左右的中短期下降异常变化,在水位下降中短期异常背景上存在震前1天到几个月形态各异的复杂的短临异常形态。根据这些不同时间尺度的明显的重现异常变化进行强震多尺度预测研究。 展开更多

关键词 地下水 长 中 短临异常特征 多尺度地震预测

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地下水超采区承压井水位变化机理探讨 被引量：2

19

作者 张素欣 刘耀炜 盛艳蕊 《地震研究》 CSCD 北大核心 2009年第4期339-344,共6页

通过研究河北平原区地下水超采区第四系第三承压含水层水位的变化机理,依据上覆地层的荷载效应、非稳定流抽水中弱透水层的释水和越流过程,阐明地下水超采区内地下水位大幅下降的内在规律,为科学合理地提取地震前兆信息提供科学依据。

关键词 地下水超采区 水位动态 机理分析

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高光谱气体背景场特征及震情跟踪应用前景 被引量：2

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作者 丁志华 崔月菊 +1 位作者 盛艳蕊 张子广 《华北地震科学》 2019年第3期44-49,共6页

基于2004—2017年华北地区高光谱数据,计算CH4、CO、O3总量背景场,发现不同气体在时间尺度上受温度、湿度、高空辐射等影响有较明显的周期性特征,在空间尺度上CH4、CO总量平原高于山区,O3总体呈现随纬度升高而降低的特征;利用RST算法对... 基于2004—2017年华北地区高光谱数据,计算CH4、CO、O3总量背景场,发现不同气体在时间尺度上受温度、湿度、高空辐射等影响有较明显的周期性特征,在空间尺度上CH4、CO总量平原高于山区,O3总体呈现随纬度升高而降低的特征;利用RST算法对华北地区5.0级以上地震进行震例总结发现,震前62.5%的地震震中附近出现气体高值异常,异常气体主要为CH4、CO,而O3异常不明显。研究结果表明,RST算法对高光谱气体CH4、CO进行异常提取可作为地震预报的辅助依据,服务于震情跟踪判定。 展开更多

关键词 高光谱 背景场 RST算法 震例

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