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鑽石從何而來,天然鑽石與培育鑽石的來源比較

2023年11月23日
讀畢需時 12 分鐘

珠寶櫃裏的一顆鑽石,可能曾埋在古老大陸下方,也可能在一座工廠的生長設備裏結晶。兩者都由碳原子組成,卻經歷了完全不同的旅程:一邊要等待地質作用把晶體帶到可開採的位置;另一邊要靠工程師建立適合晶體生長的環境。

要理解天然鑽石與培育鑽石的分別,可以先問一個更基本的問題:組成它的碳從哪裏來,又是怎樣變成鑽石的?從這個起點往下看,礦場、晶種、機器、成本與環境影響,就能連成一條清楚的來源鏈。

刻面鑽石成品示意圖 用於介紹天然與培育鑽石的來源

刻面鑽石成品示意。剛開採或剛生長完成的原石,仍須加工才會呈現珠寶的外形與光彩。

目錄


1 鑽石是甚麼 碳如何成為晶體

鑽石是碳的一種晶體形態。碳原子在鑽石晶格中形成牢固的三維鍵結,帶來高硬度及獨特的光學性質。同樣由碳組成的石墨,原子排列方式不同,性質也就不同。因此,有碳原料並不等於能直接得到鑽石;關鍵在於讓碳以合適的方式結晶。[1]

天然鑽石與培育鑽石都具有鑽石的晶體結構。培育鑽石並非以玻璃或其他物質冒充鑽石;兩者的生長環境不同,會留下不同的生長紋理、微量元素與缺陷特徵,專業實驗室可據此作鑑別。想進一步了解材質與檢測,可閱讀培育鑽石是真鑽嗎 材質與鑑別方法。

天然鑽石從地底結晶及開採到加工 培育鑽石從碳原料和晶種到設備生長及加工的並列流程

天然與培育鑽石的來源鏈示意。開採與生長都只是原石走向珠寶的其中一段,之後仍須加工與鑑定。


2 天然鑽石如何在地底形成

碳在甚麼環境下變成天然鑽石

許多天然鑽石形成於古老、穩定大陸下方約150至200公里深的地幔。這裏有適合鑽石穩定存在的高壓與高溫,但壓力、溫度並非全部條件:還需要含碳的流體或熔體,以及能讓碳析出並長成鑽石的化學環境。也有鑽石來自更深的位置,不能把所有天然鑽石都歸入同一深度。[2]

天然鑽石的碳可以來自地幔中的碳,也可以包含地表物質經板塊隱沒帶入地球深處的碳。常見的「煤炭被壓成鑽石」說法,把複雜的地球化學過程縮成了一個容易記住、卻不適用於多數珠寶鑽石的故事。[2][20]

鑽石很古老 是否代表一直生長了十億年

研究顯示,一些天然鑽石的年齡超過30億年,也有約10至20億年前形成的鑽石。這些年代通常透過鑽石內包裹的礦物及其同位素資料推算,並不等於晶體連續生長了同樣長的時間。[3]

鑽石可以分階段生長,其間停頓,再在地底保存很長時間,最後才被帶到地表。「鑽石有多老」、「每一段生長用了多久」和「甚麼時候被火山岩帶上來」,是三個不同問題。天然鑽石沒有一個適用於所有樣本的固定形成年期。

地底有鑽石 為甚麼地面不容易找到

鑽石還需要一段能保存它的運送旅程。金伯利岩等深源岩漿可以夾帶原本已存在的鑽石,快速上升到接近地表的位置;這些火山岩是運送者。其後,岩石風化與河流侵蝕,又可以把鑽石搬到河床、海岸及海底砂礫中。[4]

因此,一個有經濟價值的鑽石礦床,需要合適的結晶環境、能保存晶體的地質歷史、運送通道,以及足夠的鑽石濃度。即使找到金伯利岩,也不代表其中有足夠鑽石支持商業開採。天然鑽石的供應受地質條件限制,礦場能調整產量,卻不能把一個缺乏鑽石的岩體變成富礦。[20]


3 礦場怎樣把天然鑽石找出來

開採前,地質團隊先透過地球物理勘探、岩芯鑽探與樣本分析,建立礦體模型,估算礦石量、每噸含鑽量及可回收價值,再決定是否值得建礦。真正的技術門檻,在於找對礦體、安排安全的採掘方法,以及把小量鑽石從大量岩石中完整分離。[5]

四種常見的開採方式

露天礦:礦體接近地表時,採礦團隊逐層挖掘,使用鑽孔機、受控爆破、大型挖掘機及運礦卡車,把含鑽礦石送到處理廠。邊坡穩定、排水和廢石處置,都是持續的工程工作。

地下礦:當礦體向深處延伸,部分礦場改用豎井、隧道及地下採掘系統。設備之外,還需要岩石力學分析、支護、通風、排水及運輸設施;採掘方法會按礦體與岩層條件選擇。

沖積礦:鑽石經侵蝕離開原來的岩石,集中在河床或砂礫層。開採可能由人工淘洗到機械化挖掘、篩分及重力分選不等,規模與管理方式差異很大。[6]

海洋礦:納米比亞外海有鑽石沉積在海底砂礫中。採礦船配合海底履帶式採集設備、泵送系統及船上處理設施回收礦料。Debmarine Namibia於2025年公布的新一代履帶設備便重達370噸,足見海底回收本身已是一項大型海洋工程。[7]

岩石挖出來之後 還要找出裏面的鑽石

處理廠會按礦料特性進行破碎、篩分及分選。重介質分選利用礦物密度差異濃縮含鑽部分;X射線透射分選(XRT)則利用材料的透射特徵識別候選物料。部分礦場安排早期大型鑽石回收,減少珍貴大原石進入後續破碎設備的機會。[5]

這些系統需要按粒度、礦物組成及回收目標校準。破碎不當可能損傷原石,分選失準也可能漏掉鑽石。回收到的仍是原石,要經分級、切割規劃、切磨與鑑定,才會成為珠寶店裏的刻面鑽石。


4 今天的天然鑽石從哪些地方開採

從印度河流 到現代大型礦場

最早已知的鑽石採集與貿易歷史,與古印度的河流砂礫有關。GIA指出,部分歷史研究把印度鑽石貿易追溯至公元前4世紀;但現存資料不足以指出世界上「第一次開採」的確切日期,更無法辨認第一顆被人找到的鑽石。[6]

18世紀,巴西成為重要鑽石來源;19世紀下半葉南非的發現,則推動大型礦場與工業化供應鏈發展。鑽石也從王室與富裕階層的珍藏,逐步走入更廣泛的珠寶市場。它的文化意義,一部分來自自然形成的稀有晶體,一部分也由歷史、交易制度及珠寶設計塑造。

全球天然鑽石產量分布

截至2026年10月,Kimberley Process公開的最新完整年度全球摘要為2025年。該年天然鑽石原石產量約9,882萬卡,按重量計,俄羅斯、博茨瓦納、安哥拉、加拿大及剛果民主共和國居前五位;南非、津巴布韋與納米比亞也是重要產地。[8]

原石產量是已回收的重量,並非地球尚餘多少鑽石的估算,也不等於可切成同等重量的珠寶。當年產量還會受維修、礦區安排、庫存及市場需求影響,不能單憑增減就判斷鑽石是否即將耗盡。

「從哪裏來」也要分清階段。一顆在博茨瓦納開採的天然鑽石,可以送到印度切磨,再經其他貿易中心出口。開採國、切磨國與出口國各自回答不同問題;出口單據上的國家,不能直接代替原石產地。

2025年全球天然鑽石原石產量約9882萬卡 俄羅斯博茨瓦納安哥拉加拿大及剛果民主共和國為重量前五大產地

2025年天然鑽石原石產量,按重量排列主要產地。數字包含不同品質的原石,不能直接當成珠寶級成品的產量。


5 天然鑽石的開採成本與影響

開採一克拉要多少錢

礦場通常以回收的原石總重量計算單位成本,而不會把每顆原石都當成同樣價值的珠寶鑽石。De Beers公布的2026年上半年數據,提供了一個具體例子:[9]

De Beers業務範圍

2026年上半年單位成本 美元/回收原石克拉

集團

$64

博茨瓦納業務

$23

納米比亞業務

$256

南非業務

$85

加拿大業務

$37

這是該集團及其相關業務的成本,並非各國所有礦場的平均值。指標以營運成本除以回收克拉數,排除折舊及營運特殊項目;它也不包含珠寶零售鏈的全部成本。因此,不能把「64美元/克拉」理解為一顆一克拉、特定顏色淨度成品的完整成本。

礦石含鑽量、開採深度、需要搬走的廢石、能源、維修及回收效率,都會改變成本。固定設施的支出要由產量分攤,停產或低產量也可能推高每克拉成本。從原石走到珠寶,還有切磨損耗、分級、運輸與零售等環節。

開採留下甚麼影響

土地上的礦場可能改變地貌及棲息地,產生廢石與尾礦,也需要水、燃料及電力;海洋回收則涉及海床擾動。實際影響取決於開採方法、規模、當地生態、廢物管理及復修安排,不能把所有礦場視為同一種情況。[10]

天然鑽石產業也涉及就業、技術培訓與產地國收入。這些利益如何分配,工人是否得到保護,礦場是否與社區協商,以及關閉後的土地如何處理,都是來源故事的一部分。只知道鑽石來自哪個國家,還不足以回答這些問題。[11]


6 培育鑽石的起點 晶種與碳原料

晶種本身是甚麼

珠寶級單晶培育鑽石的生長,通常從一小塊鑽石晶種開始。晶種本身已經具有鑽石的原子排列,為新加入的碳提供生長模板;它不是植物種子,也不會自行產生新的碳。[12]

晶種可以來自天然鑽石,也可以來自先前以HPHT或CVD生長的鑽石。製作晶種時,需要選擇合適的晶體與晶向,再切成適用尺寸,打磨並清潔生長表面。它的尺寸、表面品質及原有缺陷,都會影響後續生長。[13]

如果晶種也是鑽石 最初的鑽石又從哪裏來

早期生長實驗可以用天然鑽石作晶種;今天則可以把已生長的鑽石再加工成新的晶種,延續生產鏈。這解決了「下一批從哪裏開始」的問題,但每一批仍要加入新的碳原料。

在常見HPHT製程中,新碳主要來自石墨等固體碳源;在常見CVD製程中,則來自甲烷等含碳氣體。增加的鑽石重量,主要是這些原料中的碳在晶種上結晶。晶種提供起點,設備提供環境,原料提供物質;少了其中任何一項,都不能把晶種憑空變成更大的鑽石。[19][16]

實驗室設備旁的鑽石晶種薄片與另一塊培育鑽石原石示意

晶種薄片與另一塊較大的原石示意。圖中是不同樣本,不表示同一片晶種生長前後的實際重量或外形。


7 培育鑽石怎樣從工業材料走進珠寶

兩條生長路線需要甚麼設備

HPHT使用高壓高溫設備,將碳源、金屬助熔劑與晶種放入生長組件。典型條件約為5至6 GPa、1,300至1,600°C;碳先溶入金屬介質,再在合適的溫度差下於晶種上結晶。壓力裝置、加熱與控制系統,以及穩定的生長配方,是關鍵。[19]

CVD則使用低壓生長腔體、真空泵、氣體流量控制、加熱及微波等能量系統,將含碳氣體活化,讓碳逐層沉積在鑽石表面。兩者都需要精密控制與檢測;工廠裏的工程師,要持續管理溫度、氣體或壓力條件,以及可能影響顏色與品質的雜質。[16]

兩種技術的詳細分別,可閱讀CVD與HPHT培育鑽石技術解析;由晶種準備、生長到切磨及鑑定的完整步驟,則見培育鑽石從種子到成品的製作流程。

第一批培育鑽石 並不是為了做戒指

實驗室生長鑽石的歷史,比珠寶市場的普及早得多。GIA整理的技術史指出,William Eversole於1952年以早期CVD方法生長出微小鑽石;瑞典ASEA於1953年取得高壓合成成果,當時未公開。1954年,General Electric實現可重複的HPHT鑽石合成,推動工業材料的發展。[14]

早期鑽石主要服務研磨、切削等用途。到1970年前後,GE製出可切磨成珠寶的晶體,相關成果於1971年發表。從「能做出鑽石」到「穩定做出適合珠寶的尺寸、顏色與淨度」,仍需要長期改良。[1][14]

今天在哪裏生長 又在哪裏出口

中國、印度與美國均有培育鑽石生產。中國的HPHT產業與工業金剛石技術有深厚連結,印度則建立了CVD生長、切磨與出口產業鏈;這些地區也並非只使用一種技術。[13]

印度GJEPC公布,2025至2026財政年度的已打磨培育鑽石出口額約11.3億美元。這反映其在貿易與加工鏈中的規模,卻不能直接換算成全球生長產量,也不能證明每顆出口鑽石都在印度生長。[15]

培育鑽石同樣可以跨國流通:一地生長、另一地切磨,再從貿易中心出口。要追溯來源,需要知道生長商與批次資料;珠寶鑑定報告可以確認鑽石的類別,但不應把所有報告都當成完整的生產地追溯文件。


8 培育鑽石的生產成本與環境影響

培育的成本 花在讓每一批穩定成功

碳原料只是生產成本的一部分。高壓設備或CVD反應器、能源、晶種加工、氣體與耗材、維修、技術人員及品質檢測,都要計入。若原石需要生長後處理,再加上切磨損耗,最終合格成品的成本也會增加。

這也是為甚麼不能只用一個「每克拉培育成本」代表全行業。工廠可以按每批投入與合格產出計算自己的成本;設備規模、電價、晶體品質、加工目標及良率不同,所得數字也不同。原石生長成本、打磨後的批發價與珠寶零售價,各有不同的計算範圍。

能控制環境 不代表生長沒有限制

珠寶級鑽石通常需要數週的生長,較大或要求更高的晶體可能更久;實際時間取決於製程與目標。GIA指出,HPHT生長時間可以從小型產品的短時程到數週不等,而製作大顆、高純度、無色晶體,需要更嚴格控制雜質及長時間的生長條件。[13]

生長途中可能出現非鑽石碳、雜質或金屬包裹體,亦可能累積應力、裂隙及不理想的顏色。更快的生長速度不一定帶來更好的可用產量,設備運作得更久,也不保證得到一顆可直接切磨的大原石。[16][19]

規模化生產的難題,是讓設備與配方持續產出符合目標的晶體。大顆紀錄石與大量穩定生產,是不同的技術要求。關於尺寸上限及大晶體的挑戰,可參閱最大的培育鑽石有多大。

環境影響要看實際生產方式

培育鑽石減少了取得天然鑽石所需的採掘環節,但生長設備仍消耗能源,亦涉及冷卻、氣體、設備製造與後續加工。供電結構、每批能耗及合格產出,會影響實際環境表現;不能單憑「實驗室生長」就推斷零排放或零環境影響。[17]

若要比較兩種鑽石,應採用一致範圍的資料:是否包含原料、設備、生長或採掘、切磨及運輸?比較的是一克拉原石,還是一克拉合格成品?只挑一個工廠或礦場的數字,便概括整個類別,容易得出失真的結論。

對世界的影響 也包括珠寶以外

天然鑽石的故事連着地質時間、產地與採礦社會;培育鑽石則把鑽石帶入可重複生產與工程設計的範疇,令珠寶市場多了一種材料來源。這種改變同時牽動生產商、切磨業及依賴礦業的社區,影響並非只落在購買者的預算上。

培育技術亦可用於珠寶以外。印度IIT Madras於2026年公布的研究方向,包含量子感測、光子學及電子材料等用途。這些應用對純度、缺陷或摻雜有特定要求,與珠寶追求的顏色、淨度未必相同;鑽石因此既是一種珠寶材料,也是一種可被精密設計的工程材料。[18]


9 天然與培育鑽石的來源比較

把兩條來源鏈並排看,最清楚的分別是:天然鑽石要找到已由地球形成並保存下來的晶體;培育鑽石要讓新的碳,在受控制的環境中長成鑽石。兩者走到珠寶市場之前,都還有原石加工、鑑定與供應鏈管理。

比較項目

天然鑽石

培育鑽石

物質

碳組成的鑽石晶體

碳組成的鑽石晶體

碳的來源

地幔含碳流體或熔體;可包括隱沒帶入的碳

通常使用石墨等固體碳源,或甲烷等含碳氣體

結晶的地方

地球深處的天然地質環境

HPHT或CVD生長設備

生長起點

自然環境中的結晶及後續生長

通常使用已具鑽石結構的晶種

時間怎樣理解

晶體年齡、生長時段與運送到地表的年代不同

生長周期通常以天、週或更長時間計,視目標而定

取得原石的方法

從岩石、河流或海底砂礫中開採與回收

從生長設備回收晶體,必要時作後處理

主要供應限制

可開採礦床、含鑽量、礦山壽命及回收條件

設備能力、配方、晶種、生長速度及合格良率

成本的關鍵

勘探、採掘、礦石處理及礦場營運

設備、能源、晶種、耗材、控制及品質管理

環境關注

土地或海床擾動、廢物、水、能源及復修

能源、供電結構、設備與耗材、生長良率

追溯要問的問題

在哪個礦場回收、經過哪些加工與交易環節

由哪家生長商製作、用甚麼技術、經過哪些加工環節

理解來源,讓我們更準確地欣賞每一顆鑽石。天然鑽石的吸引力,可以來自它的地質歷史與個別特徵;培育鑽石則呈現人類控制晶體生長的能力。它們的材質同屬鑽石,值得分清的,是各自怎樣形成,以及背後的生產與供應鏈。

在RAGAZZA,我們認為選擇應從清楚的資料開始:鑽石類別要明確,品質與鑑定資料要對應實際產品,來源及環境說法則應有資料支持。

你可以瀏覽RAGAZZA的天然鑽石與培育鑽石介紹,再按自己的設計、品質要求及預算比較。

資料來源

以下為本文引用的原始研究、統計及機構資料。產量採2025完整年度,開採成本採2026年上半年已公布數據。

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