珠宝鉴赏教案.docx
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第一章宝石及其评价
1.1宝石的概念与分类宝石的概念(广义):
凡是适合加工成首饰和装饰品的材料。
包括天然宝石和人工宝石。
天然宝石:
由自然界产出,具有美观、耐久、稀少性,具有工艺价值,可加工成装饰品的物质。
无机宝石
宝石(狭义)---单晶体:
如钻石、祖母绿、水晶等。
玉石——多晶质集合体:
如翡翠、软玉等。
有机宝石:
由自然界生物生成,部分或全部由有机物质组成的宝石:
珍珠、琥珀等。
定名规则:
直接使用天然宝石的名称,无须加“天然”二字。
如钻石、红宝石,蓝宝石等。
产地一般不参加定名,如南非钻石,缅甸红宝石
人工宝石:
完全或部分由人工生产或制造用作首饰及装饰品的材料。
包括合成宝石、人造宝石等。
合成宝石:
完全或部分由人工制造且自然界有已知对应物的晶质或非晶质体,其物理性质、化学成分和晶体结构与所对应的天然珠宝玉石基本相同。
定名规则:
必须在其所对应的天然宝石前面加“合成”二字。
如合成红宝石、合成钻石。
人造宝石:
由人工制造且自然界无已知对应物的晶质或非晶质体。
定名规则:
必须在材料名称前面加“人造”二字,如“人造钇铝榴石”,玻璃、塑料除外。
1.2宝石应具备的条件
1、美丽
大多数宝石具有绚丽多彩(颜色),晶莹剔透(透明度),闪闪发亮(光泽)。
有些宝石还具有变彩、猫眼等光学效应。
2、耐久
化学性质稳定,耐腐蚀,不易氧化。
硬度大(一般大于7),不易磨损。
3、稀少
稀少性是决定宝石价值的一重要因素。
例如,钻石:
开采4吨矿石才能获得1ct原钻其中只0.1ct达到宝石级。
祖母绿:
开采3吨矿石才能获得1ct祖母绿宝石。
1.3宝石的评价
一、宝石的品种与档次
52
贵重宝石(每克拉数百至上千美元):
钻石、红宝石、蓝宝石、祖母绿、金绿宝石。
普通宝石(半宝石,每克拉数十美元):
如,海蓝宝石、黄玉、碧玺、尖晶石、石榴石、
橄榄石、锆石、水晶、欧泊、月光石、翡翠、软玉、玛瑙、珍珠、琥珀、珊瑚、象牙等。
二、宝石的质量
宝石的质量取决于它的颜色、透明度、净度和耐久性等。
尤其是颜色、净度。
例如:
钻石:
不同色级、不同净度价值相差很大。
红宝石:
鸽血红$4000~9000/ct,玖瑰红$1000~4000/ct。
翡翠手镯:
颜色好,透明度高者价值几百万元,颜色和透明度差者为几十或几百元。
三、宝石的重量
宝石的价值与其重量大小有很大关系。
个大者稀少,价格昂贵。
宝石的重量一般以克拉(ct)为单位。
1ct=0.2g=200mg
宝石的价格=重量2×每克拉的价格四、宝石款式与切工
宝石的切磨款式与质量也影响宝石的价值。
五、顾客的喜爱
例如
美国人喜欢蓝色的宝石(如海蓝宝石、蓝色黄玉等)欧洲人喜欢高档宝石、工艺精细如钻石、红宝石等东南亚人喜欢翡翠等玉石
阿拉伯人喜欢珊瑚、绿松石等
1.4宝石的产地与分布
亚洲:
红宝石、蓝宝石、猫眼石、变石、月光石、尖晶石、翡翠、青金石、绿松石、珍珠中国:
软玉、蓝宝石、橄榄石、水晶、黄玉、海蓝宝石、锆石、钻石
非州:
钻石、红宝石、祖母绿、橄榄石、坦桑石美州:
祖母绿、黄玉、紫晶、碧玺、海蓝宝石、欧州:
祖母绿、变石、琥珀、煤玉
大洋州:
钻石、欧泊、蓝宝石
1.5珠宝首饰的市场
世界珠宝年产值:
50年代末2亿美元以上
60年代10亿美元
70年代500百亿美元
80年代780亿美元
90年代900亿美元
宝石品种:
钻石在占世界珠宝销售额的80%
DeBeers公司1996年钻石销售为570亿美元
DeBeers公司1997年对中国市场的统计,1994年1.69亿美元,1995年2.9亿美元。
1996年18%女性、8%的男性肯定购买结婚钻戒。
52%消费者接受的价格在4000-10000元。
彩色宝石中优质的产量下降,价格上升。
以蓝宝石为例,每年国际市场上价格上涨15-20%
珍珠在国际珠宝市场上销售最为活跃。
第二章宝石的物理性质
2.1宝石的光学性质一、颜色
颜色是可见光作用于人眼而在头脑中产生的一种感觉。
它与进入眼睛的光的波长有关。
可见光波:
波长
颜色
400-440nm
紫
440-490nm
蓝
490-550nm
绿
550-590nm
黄
590-630nm
橙
630-700nm
红
颜色的形成:
对可见光的均匀吸收——白—黑系列对可见光的选择性吸收——彩色系列
颜色的特性:
·色调:
彩色的类别即红、绿、蓝
·饱和度:
色彩的纯洁性,以色光与白光的比例来度量
·亮度:
色彩的明亮程度
2、颜色的宝石学意义
·体现宝石的美丽,如红宝石、祖母绿、碧玺
·评价宝石的质量,如钻石、红宝石等
·鉴定宝石的依据,如红宝石和石榴石
3、宝石颜色的影响因素与成因
影响因素:
1)光源:
在观察宝石颜色时,光源对宝石的颜色有一定的影响。
同一宝石在不同光源下可能呈现不同的颜色。
如变色效应。
因此在评价宝石或展示宝石时应注意光源的使用。
2)人眼:
不能有色盲。
3)宝石对可见光的选择性吸收
·宝石对可见光的均匀吸收——白、灰、黑
·宝石对可见光的选择性吸收——彩色
宝石的致色因素:
1)化学因素:
Cr—红色、绿色
Fe—红色、绿色、蓝色、黄色
Mn—粉红色
Ti—蓝色
V—绿色、蓝色Co—蓝色2)物理因素:
干涉、衍射、散射
4、多色性
宝石在光的照射下,不同方向上呈现不同颜色的现象。
例如:
红宝石:
平行C轴方向红色,垂直C轴方向橙红色。
蓝宝石:
平行C轴方向蓝色,垂直C轴方向绿色。
多色性在宝石的加工和鉴别上具有特殊的意义
二、折射率与双折射率
1、折射与折射率
对于给定的任何两种相接触的介质及给定的波长的光来说,入射角的正弦与折射角的正弦之比为一常数,并称为折射率。
折射率是宝石最重要的物理性质。
很少有两种宝石的折射率是完全一样的,因此它是鉴定宝石的重要依据。
宝石的折射率与其光泽有关。
高档宝石的折射率一般较高。
宝石
折射率
宝石
折射率
钻石
2.42
锆石
1.93-1.99
红宝石
1.76-1.78
尖晶石
1.74
蓝宝石
1.76-1.78
碧玺
1.62-1.64
金绿宝石
1.74-1.75
黄玉
1.61-1.62
常见宝石的折射率
祖母绿
1.57-1.59
水晶
1.54-1.55
2、双折射与双折射率
有些物质当入射光照射时会产生两条方向不同的折射光,这种现象称为双折射。
因此,就会得到两个折射率。
二者之差称为该物质的双折射率。
双折射的直观结果是产生双影现象。
不产生双折射的宝石称为均质体。
如钻石、尖晶石、玻璃。
产生双折射的宝石称为非均质体。
红宝石、锆石、水晶。
双折射率是鉴定宝石的另一个重要的光学性质。
如碧玺与黄玉。
它可以用仪器来测定。
对双折射率较高的宝石还可以观察其刻面棱双影。
宝石
双折射率
宝石
双折射率
钻石
0
锆石
0.059
红宝石
0.008
尖晶石
0
蓝宝石
0.008
碧玺
0.020
金绿宝石
0.009
黄玉
0.010
祖母绿
0.005
水晶
0.009
常见宝石的双折射率
三、色散
宝石的折射实际上还与入射光的波长有关。
对同一材料来说不同波长光的折射是不同的,波长长的光折射较小,波长较短的光折射较大。
因此。
在适当的条件下(如用三棱镜)
,可以使白光分解。
宝石把白光分解成它的组成色的现象称为色散。
色散产生的五颜六色的现象宝石学中称为“火彩”。
不同宝石的色散的强弱是不同的。
通常以用红光(686.7nm)和紫光(460.8nm)所测的折射率之差来表示,并称为色散值。
一些常见宝石的色散值
宝石
色散值
宝石
色散值
钻石
0.044
锆石
0.039
蓝宝石
0.018
尖晶石
0.020
黄玉
0.017
水晶
0.013
立方氧化锆
0.28
宝石火彩产生的条件:
·高的色散值
·正确的切工
色散的宝石学意义:
·宝石的一个可贵的性质
·鉴定宝石的一个重要依据。
尤其对钻石而言
四、光泽
光泽指宝石表面的反射效应。
宝石光泽的等级根据强弱分为:
金属光泽如金
金刚光泽如钻石
玻璃光泽如红宝石、祖母绿、水晶
宝石光泽的强弱取决于它的折射率和表面的抛光程度
五、透明度
宝石透过可见光的能力。
透明度的分级:
透明度
现象
透明
可充分透光,清淅可见宝石底部的影像
半透明
可透光,并可见宝石底部的影像,但不清楚
亚透明
可透光,但不可见宝石底部的影像
半亚透明
仅在宝石的边部的轻微透光
不透明
不透光
透明度对宝石尤其是玉石质量的评价是很重要的。
六、宝石的特殊光学效应
1、猫眼效应
定义:
弧面型的宝石在光的照射下表面呈现出一条可平行移动的明亮光带。
如:
金绿宝石、电气石、石英的猫眼效应。
猫眼效应产生的条件:
1)宝石中含有大量平行排列的针状、纤维状或管状包裹体。
2)宝石的底面平行包裹体的排列方向。
3)宝石应琢磨成弧面型
猫眼效应的评价:
细、亮、活
命名规则:
·只有金绿宝石猫眼才可直接称为”猫眼石”。
·其它具有猫眼效应的宝石需在猫眼前注明相应宝石的名称。
如:
石英猫眼、电气石猫眼
2、星光效应
定义:
弧面型的宝石在光的照射下表面呈现出相互交会的四射或六射星状光带。
如:
红宝石、蓝宝石、透辉石的星光效应。
星光效应的种类:
·四射星光和六射星光
·表星光与透星光
星光效应产生的条件:
1)宝石中含有大量二个或二个以上方向平行排列的针状、纤维状或管状包裹体。
2)宝石应琢磨成弧面型
3)琢磨宝石时其底面应平行包裹体的排列方向。
3、变彩效应
定义:
光从欧泊特有的结构中反射时四衍射和干涉作用而产生的多种光谱色。
这种现象称变彩效应。
4、变色效应
定义:
宝石在不同光源的照射下呈现不同颜色现象。
如:
变石在日光下为绿色,烛光下为红色
5、月光石效应
定义:
一种由宝石内部的包裹体或结构特征的散射作用而产生的朦胧状的蔚蓝或乳白晕色。
如:
月光石
6、星彩效应
定义:
一种由宝石内部的不透明包裹体的反射作用而产生的星点状闪光。
如:
砂金石
2.2宝石的力学性质一、密度与相对密度
1、概念
密度:
单位体积的质量(g/cm3)。
相对密度:
在4℃和标准大气压下,宝石在空气中的重量与同体积水的重量之比。
二者在数值上是相同的。
2、相对密度的测量方法:
1)手掂法用手掂量,估计宝石的密度。
2)重液法将宝石放入已知密度的液体中,根据宝石判断宝石密度的相对大小。
3)静水力学法用天平测量宝石在空气中的重量和宝石在水中的重量,并根据公式计算出宝石的相对密度。
常见宝石的相对密度:
宝石
相对密度
宝石
相对密度
钻石
3.52
锆石
4.70
红宝石
3.99
尖晶石
3.60
蓝宝石
3.99
水晶
2.54
祖母绿
2.7-2.9
黄玉
3.53-3.56
金绿宝石
3.72
立方氧化锆
5.6-6.0
3、宝石学意义
·鉴定宝石的一个重要依据
·估计宝石的重量
二、硬度
1、概念
宝石抵抗刻划力和磨蚀力的能力称为宝石的硬度。
2、硬度的等级
标准矿物
硬度
标准矿物
硬度
滑石
1
长石
6
石膏
2
石英
7
方解石
3
黄玉
8
萤石
4
刚玉
9
磷灰石
5
金刚石
10
摩氏硬度计
3、宝石硬度的测定与判断
·用标准硬度笔或硬度板刻划
·根据宝石表面的划痕判断
4、硬度的宝石学意义
·宝石加工时根据不同的硬度选择不同的磨料
·利用硬度鉴定宝石
·硬度不同的宝石不可混装
三、解理与断口
1、概念
解理:
宝石在外力的作用下严格沿一定结晶学方向破裂成一系列光滑平面的性质。
断口:
宝石在外力的作用下产生的随机的无方向性的裂面。
2、解理的等级
(根据解理形成的容易程度和解理面的平整光亮程度判断)完全解理:
很容易形成、解理面平整光亮
中等解理:
较易形成,解理面较平整不完全解理:
不易形成,解理面不平整极不完全解理:
无解面。
贝壳状断口
具有完全解理的常见宝石:
钻石黄玉月光石
3、解理的宝石学意义
·鉴别宝石如钻石与CZ石英与黄玉
·对解理发育的宝石在佩戴和加工时应十分小心
·宝石加工时可利用解理劈开宝石,如钻石
2.3宝石的发光性一、概念
宝石在高能射线的照射下发出可见光的性质称宝石的发光性。
高能射线:
γ射线,X射线,紫外线
发光性分为荧光和磷光
荧光:
高能射线照射时发光,停止照射后即停止发光。
如:
红宝石、钻石磷光:
高能射线停止照射后发光仍持续一段时间
二、宝石学意义
1、鉴别宝石
如:
钻石,红宝石与红色石榴石,天然与合成蓝宝石
2、体现宝石的美丽
如:
红宝石的红色荧光。
2.4宝石的热学性质一、概念
宝石对热的传导能力称为宝石的热导性。
常见宝石的热导率
材料
热导率
材料
热导率
银
44.2
锆石
0.48
铝
21.7
尖晶石
1.0
金
31.0
石英
0.81
钻石
70.7-212.0
金红石
0.54
蓝宝石
2.6
玻璃
0.22
二、意义
它是热导仪鉴定钻石的基础。
第三章 宝石中的内含物
3.1宝石中的内含物及种类一、概念
宝石中的内含物(inclusion)指宝石在生长过程中,由于自身或外部的原因所造成的宝石内部的某些缺陷性特征。
它包括宝石中的包裹物、解理、裂隙、生长带、双晶等。
二、种类
1、包裹体
1)固相包裹体:
矿物、玻璃体、铂金片等
矿物包裹体 是天然宝石中最常见的包裹体。
它是宝石的形成过程中包裹
的物质。
玻璃体和铂金片等是人工合成宝石的生长过程中包裹的熔融体或坩埚材料
等。
2)气相包裹体
由气体组成,俗称“气泡”。
为合成宝石和人造宝石中常见的包裹体。
气相包裹体常呈圆形、蝌蚪状、长条状等形状
3)液相包裹体
单一的液相组成。
常呈椭圆、管状等。
液相包裹体的天然人工宝石中都不常见。
4)气-液两相包裹体
天然宝石中常见的包裹体。
5)气-液-固三相包裹体。
2、色带与生长纹
晶体在生长过程中,由于生长环境的变化,使生长的每一层晶体的成分或结构上发生一定的变化,这种变化最直观地反映在宝石颜色的变化上。
因此,宝石中颜色的分布反映了宝石的形成方式。
宝石的鉴别具有一定的意义。
·直线状或角状的色带
·弯曲生长纹
·一些人工致色宝石的独特的颜色分布
3、解理与裂隙
4、表面特征
蚀象(如钻石表面的三角座、溶蚀坑等)、表面的裂纹、划痕等。
3.2研究宝石内含物的意义
1、有助于鉴别宝石品种。
如红宝石的鉴定
2、区分天然和人工宝石。
如天然红宝石和合成红宝石的区别
3、鉴别人工处理的宝石。
如扩散处理蓝宝石的鉴别
4、评价宝石的重要依据。
如钻石净度的评价
5、有助于推测宝石的产地。
如不同产地祖母绿的区别
3.3研究宝石中内含物的方法
1、肉眼及放大镜
2、宝石显微镜
3、大型仪器——电子显微镜、电子探针、红外光谱仪等
第四章宝石的加工与款式
4.1宝石款式设计的原则
宝石款式设计的基本原则:
最大限度地体现宝石的价值,包括美学价值和商业价值。
考虑的主要因素:
·透明度
·颜色
·光学效应
·宝石的重量
4.2宝石的主要款式
一、弧面型(素身型、凸面型)
特点:
观赏面是一个抛光的弧形面
1、类型
根据上下面的凹凸情况:
·单凸面型
·双凸面型
·凹凸面型
根据横截面的形状:
圆形矩形椭圆形
马眼形心形方形水滴形
2、适用宝石
·不透明或半透明的宝石
·具有特殊光学效应的宝石
二、刻面型(小面型、翻面型)
特点:
由许多抛光的小面按一定规则聚合而成
1、刻面型宝石的优点
它可充分体现宝石:
体色、火彩、亮度、闪耀程度
2、刻面型的类型
1)圆刻面型
A、标准圆刻面型
共58(57个面):
冠部33个面亭部25个面
B、变型
圆刻面琢型的几种常见的变型
C、特点与适用宝石
主要优点:
更能充分体现宝石的火彩和亮度,是使用最多的款式。
适用宝石:
o色散较高的宝石如钻石
o折射率较高的宝石如红宝石等
D、钻石的理想比例
钻石的标准圆刻面型及其切割比例
2)阶梯型
特点:
由一些矩形的刻面组成,刻面的数目不定,取决于宝石的大小。
A、类型
典型的阶梯式琢型(祖母绿型)
一些常见的阶梯式琢型:
B、特点和适用宝石
·阶梯型的特点是台面大,亭部深,因此,更能充分体现宝石的体色。
·适用于折射率低的有色宝石,如祖母绿等。
第五章宝石的合成与优化
5.1宝石的合成一、概述
1、人工宝石、合成宝石与人造宝石
人工宝石:
完全或部分由人工生产或制造用作首饰及装饰品的材料。
包括合成宝石、人造宝石等。
合成宝石:
完全或部分由人工制造且自然界有已知对应物的晶质或非晶质体,其物理性质、化学成分和晶体结构与所对应的天然珠宝玉石基本相同。
定名规则:
必须在其所对应的天然宝石前面加“合成”二字。
如合成红宝石、合
成钻石
人造宝石:
由人工制造且自然界无已知对应物的晶质或非晶质体。
定名规则:
必须在材料名称前面加“人造”二字。
如“人造钇铝榴石”,玻璃、塑料除外。
2、合成宝石的主要方法
1)从熔体中生长宝石的方法
特点:
熔体的成分与宝石的成分相同宝石生长的基本条件是原料在的熔点以上熔化
后,在熔点以下结晶。
因此晶体生长的温度很高方法:
焰熔法、区熔法、冷坩埚法、提拉法2)从溶液中生长宝石的方法
特点:
液体的成分与宝石的成分不同,宝石生长的基本条件是溶液达到过饱和
方法:
水热法、助熔剂法
3)高温高压法——钻石的合成
二、焰熔法(维尔纳叶法)
特点:
设备简单、晶体生长速度快,成本低。
由法国人维尔纳叶于1905年发明并用于红宝石的合成。
它是目前合成宝石的最常用的方法。
1、装置与晶体生长过程
原料系统:
料筒、原料(Al2O3+Cr)、振动器燃烧系统:
氧气、氢气、火焰、耐火砖、冷却套生长系统:
晶体(梨晶)、旋转杆晶体的生长过程:
原料经过火焰产生的熔体落在籽晶上结晶成梨晶。
梨晶随旋转杆而下降,同时一层一层地生长。
其顶部始终保持厚度约20μm的熔融层。
晶体生长速度约1cm/h
2、常用焰熔法合成的宝石
宝石
颜色
主要成分
着色剂
红宝石
红
Al2O3
Cr
蓝宝石
蓝
Al2O3
Fe+Ti
仿变石
灰蓝-紫红
Al2O3
V
合成尖晶石
蓝
Al2O3+MgO
Co
星光红宝石
红
Al2O3+TiO2
Cr
星光蓝宝石
蓝
Al2O3+TiO2
Fe+Ti
3、焰熔法合成宝石的特点
1)具有弯曲生长纹
2)可能含有大量的气泡而不是天然宝石中常见的气液两相的包裹体
三、冷坩埚法
特点:
适合于熔点极高的宝石。
1、装置与晶体生长过程
原料:
ZrO2+稳定剂温度:
2750℃
2、合成的宝石:
立方氧化锆
3、合成宝石的特点:
含少量气泡
四、区熔法
1、装置与晶体生长过程
2、合成的宝石:
红宝石、蓝宝石
3、合成宝石的特点:
晶体细长
五、提拉法
特点:
设备昂贵,晶体生长速度慢,成本高
1、装置与晶体生长过程
2、提拉法合成的宝石:
红宝石、蓝宝石、尖晶石、变石、YAG
3、提拉法合成宝石的特点
宝石中的内含物较少。
有时含有少量的气泡和及弯曲生长纹
六、水热法
特点:
晶体在高温高压的水溶液中生长,生长条件最接近于自然界宝石生长的条件。
1、装置与晶体生长过程(水晶为例)
高压釜、原料、溶液、籽晶
生长条件:
温度:
340-360℃
压力:
1000个大气压周期:
40-60天
2、合成的宝石:
水晶、祖母绿、红宝石
3、合成的宝石的特点
·含有气液两相包裹体
·高压釜内壁上掉下的包裹体,如面包渣状包裹体、白金片
·籽晶片
七、助熔剂法
特点:
设备简单,晶体生长速度慢,生长周期长
1、装置与晶体生长过程(红宝石为例)
坩埚(铂金)
原料:
Al2O3+Cr、助熔剂
生长条件:
温度1300-950℃
生长速度:
1mm/d
2、合成的宝石 红宝石、祖母绿
3、合成的宝石的特点
晶体特点接近于天然宝石,不易区别。
含有包裹体:
·助熔剂的残余
·铂金片
5.2宝石的优化
一、宝石优化的含义与目的
宝石的优化处理就是通过改变宝石的颜色、透明度、光学效应等,来改善宝石的外观或耐久性。
目的:
提高宝石的商业价值
对象:
主要为天然宝石
二、宝石的优化处理方法
1、表面的简单处理
种类:
箔衬、色衬,涂层、镀膜等。
方法与目的:
在宝石的亭部加层改善宝石的亮度或颜色。
或在宝石的表面涂(镀)
上一层有色的膜,以改善宝石的颜色。
识别:
表面涂层容易脱落,用肉眼观察宝石容易识别。
2、表面扩散处理
方法与目的:
在较高的温度下让着色的离子从宝石的表面扩散到宝石的晶格中从而使宝石产生颜色。
实例:
蓝宝石的扩散处理
扩散元素:
Fe+Ti
扩散条件:
温度1800℃时间24h
扩散层厚度:
0.1~0.25mm
识别:
宝石的颜色分布不均,棱角处的颜色较浓。
在浸液中轮廓清楚。
3、热处理
方法与目的:
将宝石放入高温下加热。
通过改变宝石中致色离子的价态,含量以及内部结构等,从而改善宝石的颜色或透明度等。
实例:
蓝宝石的改色
·Fe3++Ti4+→Fe2++Ti4+——产生蓝色
·Fe2+→Fe3+ ——— 产生黄色
·红宝石消除丝光,增加透明度。
识别:
热处理方法产生的效果一般很稳定,热处理宝石一般难以识别,因此被广泛应用。
4、幅照处理
方法与目的:
用高能射线或粒子对宝石进行幅照,使宝石产生颜色。
幅照源:
γ射线、中子束、高能电子束实例:
无色黄玉—→蓝色黄玉
黄水晶—→紫晶
无色钻石—→各种颜色的钻石无色蓝宝石—→黄色蓝宝石
识别:
幅照处理的宝石颜色乎无法识别
注意:
·幅照处理的宝石颜色有的不稳定
·有的情况下含有放射性
5、染色处理
方法与目的:
把宝石放入染料中浸泡,让染料进入宝石内部晶粒
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- 珠宝 鉴赏 教案