人造鑽石與天然鑽石有甚麼分別？

1953年一位瑞典研究人員成功培育出全球首顆實驗室鑽石（又稱為人造鑽石、人工合成鑽石），美國電力巨頭通用電氣亦緊隨在翌年成功研發。這種合成鑽石最初是用於鑽頭、鋸片等工業用途；時至今日，因應環保、人類福祉等道德理由，愈來愈多千禧世代和Z世代消費者將人造鑽石視為天然開採鑽石的替代品。雖然天然鑽石和人造鑽石之間的化學結構和外觀一模一樣，但兩者終究存在細微差異，足以影響消費者的購買體驗。本文將從兩種鑽石的形成方法及所需時間、淨度、價值等方面，深入探討它們的分別。

人造鑽石的製造方法有兩種：「高溫高壓」（HPHT）和「化學氣相沉積」（CVD），兩者均模擬地表下100多公里、巨大壓力和熱力形成天然鑽石的環境。

第一顆人造鑽石是由高溫高壓技術製成。這種技術是利用一顆鑽石種子（大約和人髮一樣粗的鑽石碎片）放置於溫度達至攝氏1,500度高溫並已加壓的密封艙室內。這操作令碳原子溶解，然後一層層地覆蓋在種子表面，在數星期的時間內便可製成鑽石原石。

化學氣相沉積法此技術相對較新，是將鑽石種子置於充滿富碳氣體（例如甲烷）的艙室內，利用電離法將氣體內的碳原子分離出來，這些碳原子會附於種子表面，一層層地形成鑽石原石。利用化學氣相沉積製造的鑽石原石，比用高溫高壓法所形成的原石為大。

隨著技術發展，目前實驗室鑽石的製作速度及成本已比70年前更快更低，面對天然鑽石時更具競爭力。

天然鑽石形成需要三個條件：碳原子、強大壓力和高溫。地幔的某些地質區域，其壓力和溫度環境對鑽石的形成非常有利：地表下約150公里、溫度至少達攝氏1,050度之處。

在這個深度的碳原子自地球形成之時已被困在那裡，或是在板塊構造運動時被海洋板塊（海洋底部的板塊）推進地幔裡。鑽石形成之後可能在地幔停留數千年，直至火山爆發才把它們帶到地球表面。

為天然鑽石定年並非易事，因為鑽石似乎並非持續生長的礦物，而是在特定條件下才會形成。然而科學家一致認為天然鑽石需要數百萬年形成。地殼內大部份鑽石早於10億到30億年前、即地球存在初期已形成。

相反，實驗室培育鑽石需時則短得多，一卡鑽石用高溫高壓法只需幾天至數星期；化學氣相沉積法亦只需一個月時間。

實驗室培育鑽石與地球尚年輕時所形成的鑽石，兩者化學性質的差異接近是零，兩者皆由純碳形成。不過前者普遍含較少氮；天然鑽石在形成時則往往會滲入這種氣體。在實驗室鑽石裡加入氮氣並無不可，但過程需要精密技術調整。

事實上，用「合成」來形容人造鑽石並不合適，因為人造鑽石亦是真正的鑽石。自2019年起，美國寶石研究院（GIA）在它們的實驗室栽培鑽石報告裡已不再使用「合成」一詞。

鑽石在莫氏硬度表上被評為10度滿分，是已知物質中最堅硬的一種。鑽石擁有四面晶體結構，這是由於碳擁有四個電子，它們緊緊與另外四個碳原子互鎖在一起；實驗室鑽石同樣是莫氏10度，與天然鑽石一樣堅硬。

有色寶石的淨度由以下因素的數量來衡量：

• 內含物，即寶石內部的瑕疵；
• 裂縫、裂紋；
• 表面瑕疵。

一般而言，實驗室培育鑽石在嚴密監控的生長環境下可擁有優良品質，惟過程中仍然有機會滲入內含物，常見的內含物包括：

• 水晶：有色或無色的微小水晶狀物體；
• 雲狀物：一簇簇的針狀內含物。

天然鑽石的內含物種類則較多樣，尤其是在鑽石形成時被卡在裡面的其他礦物。在業界，內含物的多寡是決定淨度等級的要素，但內含物也會被視為該顆鑽石的獨特標誌，猶如它的胎記一樣。

天然鑽石顯然比實驗室鑽石稀有，因為後者可以隨時製造出來。充足的供應量令實驗室鑽石的價格遠比藏量有限的天然鑽石為低，不過正如早前所述，實驗室鑽石也會出現天然差異，讓它們每一顆都與別不同。

天然鑽石可以滿足各種切割、鑲嵌、主石配對等需求，可是既已成形的鑽石在製作珠寶時始終有所制肘；實驗室培育鑽石則靈活得多，由顏色、尺寸、形狀都可以度身訂造，加上性價比高，是具環保意識的訂婚戒指或婚戒的上佳選擇。

開採天然鑽石對環境、野生動物和人類的不利影響早有完整記載，雖然不是所有天然鑽石都是對人權有所侵害的「血鑽」、「衝突鑽石」，惟開採鑽石礦藏的確有以下影響：

• 去森林化
• 地表水污染
• 噪音污染
• 土壤侵蝕
• 破壞周圍動物棲息地
• 危害礦工健康，例如在露天開採時吸入粉塵而引致的呼吸系統疾病

縱使在實驗室培育鑽石可避免上述問題，可是它亦為環境帶來影響。在實驗室製造鑽石會消耗大量能源，一顆人工鑽石的可持續性高低，視乎各種製造儀器持續的耗電量而定。假若實驗室使用再生能源如太陽能、地熱能，當然會比另一間使用石化能源的更環保。

如早前所提及，供應稀缺的天然鑽石售價比人工鑽石高昂，即使市價每年皆有變動，它們仍然比天然鑽石便宜平均約五至六成，當然亦影響二手市場價格。由於市場對人工鑽石的需求正持續上升，而供應卻是無限量，價格會如何變化仍是未知之數。

一般消費者是無法憑肉眼看出天然與人造鑽石的分別，由於兩者化學成分和物理特徵都完全相同，就算使用傳統的鑽石鑑定儀器亦難以辨別。 

要辨別人造鑽石，您需要一位接受過特殊技術訓練的寶石學家，利用光譜學技術、專門測試儀器或利用顯微鏡（以觀測培育鑽石內為了識別而留有的鐳射銘刻），以發出相關評級報告。

由左右價格的稀有度、對環境和人類的影響到淨度，人造和天然鑽石具有重要分別（也有重要的相似之處）。而對實驗室鑽石的需求，隨著受過環保教育的新一代漸漸成為鑽石市場主要消費群而上升。泛洋製造及採購合符道德的人造寶石，包括鑽石、祖母綠、紅寶石等，滿足追求環保意念的珠寶品牌的需要。歡迎聯絡我們以詳細了解供應穩定且高品質的人造寶石如何為您的品牌增值。