杨溢，爱好发明创造的宝石猎人。 阅读原文 1，晶习、应力、荧光、磁性、导电性、谱学特征、微量元素组成不同。 天然钻石与合成钻石的物理、化学性质，例如晶习、内应力、异常消光、紫外荧光、晶格掺杂、微量元素、磁性特征具有明显差异，绝大多数合成钻石用放大镜、紫外荧光、偏光片等加起来超不过一百块的东西就可以看出来，在未琢磨时肉眼可辨。具体内容在中国地质大学用的宝石学手册有详细介绍。 所以，网传“合成钻石与天然钻石完全没有区别”是谣言。 感谢 @朗烟 供图。 中国地质大学用的宝石学手册有详细介绍。感谢@朗烟 供图。 而网购平台上相对较贵的鉴定仪器约 2.6 万元，一般由质检站配备。 网传 De Beers 鉴定钻石的仪器售价四千万美元，也是谣言。 因此，天然钻石与人造钻石很容易分辨： 天然钻石主要呈现八面体、立方体、菱形十二面体的单形，或者尖晶石律双晶。感谢 @悠奕 老郑 供图。 合成 CVD 钻石因为片状生长，而不是八面体、菱形十二面体、立方体结晶，因此会出现内部应力不均，导致异常消光。异常消光是指钻石、石榴石、尖晶石等光均质体本来理论上应该在正交偏光下旋转一周全暗，而实际上在正交偏光下旋转一周却出现不均匀、非 90°一周期的明暗变化。 合成 CVD 钻石层状异常消光（FGA 教材图片）。 合成 HPHT 钻石主要形成八面体与立方体聚形，会出现沙漏状内部定向，紫外或 X 荧光下可见十字形荧光，一般称为“马耳他十字”。这种现象在天然钻石中只发现过一个样品存在。 合成 HPHT 钻石晶形。 世界最大合成 HPHT 钻石因为含氮，呈现明显的黄色。 世界最大 CVD 合成钻石，是个含无定形碳包裹体的薄片，不适用于珠宝。 另外，因为铁、钴、镍可以作为合成钻石的触媒（催化剂），所以早期生产的 HPHT 合成钻石可以被磁铁吸引。 天然钻石的颜色与合成钻石具有相似的致色机理，黄色可能因为含氮，蓝色因为含硼，粉红色因为内应力，绿色因为放射性影响。 网传“合成钻石都无瑕疵，天然钻石有瑕疵”是不准确的表述。因为 HPHT 法设备环境普遍含氮，所以大多数 HPHT 法合成钻石颜色发黄、发棕。因为气相生长过程容易形成无定型碳或石墨，所以大多数 CVD 法合成钻石发灰，或有黑色包裹体。 大多数（90%以上）HPHT 法合成钻石是图中这样的颜色，这种因为黄棕色浓而几乎不用于珠宝。 如果合成无色或黄、棕、黑、灰以外的其它彩色钻石，则成本会大幅增加。 用动物骨灰作碳源，则会因为骨灰中难以去除的硼元素，呈现蓝色。 如果合成钻石用骨灰作碳源，则会因为骨灰中难以去除的硼元素，呈现蓝色。 2，用途不同。 不考虑珠宝首饰，至少在工业上，金刚石可以应用于玻璃刀具、机床刀具、压砧、钻头、锯片、钨丝孔、金属丝冷成型孔、物理天平刀口、水刀射流孔、导热耐磨垫片、全反射棱镜、耐磨镀层、导热镀层、超硬部件制造，晶格掺杂的金刚石可用于光敏元件、热敏元件、半导体、激光器等。 有部分用光谱级钻石或含特殊掺杂元素、特殊应力分布的钻石制造的精密仪器部件，甚至比等重、相同净度和颜色、3EX 切工的首饰用天然钻石还要昂贵。世界最昂贵的合成钻石克拉单价折合人民币约 425 万元，其用途不是首饰，是卫星上的光学部件。其价格是卡地亚出售的 D 色 IF 克拉钻价格的至少 8 倍。 钻石用途也不是一概而论的，主要用途也需要分类讨论，有的用途只能用天然钻石，有的用途只能用合成钻石。如果需要 1-3 克拉无色钻石用于首饰（非收藏），CVD 好一些。如果需要彩色（尤其是黄色、蓝色、绿色）钻石首饰（非收藏），HPHT 好一些。如果需要钻石导热晶片，CVD 好一些。如果需要钻石棱镜，HPHT 或天然钻石好一些。如果需要 DAC，CVD 或天然钻石好一些。如果需要掺氮或掺硼半导体，HPHT 好一些。如果需要 10 克拉以上的宝石级钻石单晶，天然钻石好一些。如果需要层状荧光源，CVD 好一些。如果需要锥状荧光源，HPHT 好一些。如果需要研究下地幔流体，只能用天然蓝色钻石。如果需要做芯片基材，只能用 CVD。如果需要 10x10mm 以上的片状 / 板状金刚石窗口，只能用 CVD。如果需要封装金属氢、冰 VII，高温超导体，只能用 HPHT。如果需要有收藏价值的珠宝，则 1 克拉以上，D-H 色，或 0.3 克拉以上红粉蓝绿紫橙的彩色，或 5 克拉以上棕黄黑白灰色，VS2 或更优净度的天然钻石好一些。 很长一段时间以来，合成钻石的主要用途不是珠宝。当今的合成钻石也仅有产量的不足 1%可用于珠宝。这是因为合成钻石工艺发展非一日之功，低成本合成金刚石大晶体也非一蹴而就。 如果是 1953 年以前，任何用途都只能用天然钻石。1953-1986 年期间，合成钻石粉实现了工业上规模化的生产，但是尚不能低成本地合成大颗粒金刚石。 如果是 1986 年以前，任何需要 0.2 克拉以上钻石单晶的用途，都只能用天然钻石。 1986-2004 年阶段，合成 0.5 克拉以上的金刚石单晶虽然可行，但是因为使用铁镍触媒（催化剂），产品可以用磁铁吸引。且 0.5 克拉以上裸钻成本，高于等分级的天然钻石。 如果是 2004 年以前，任何需要 1 克拉以上钻石单晶的首饰，都只能用天然钻石。 2004-2012 阶段，合成 1 克拉以上的宝石级钻石虽然可行，但是成本高于等分级的天然钻石。 2012 年以后，合成钻石技术趋于成熟，合成钻石大于 1ct 的单晶体主要以 HPHT 或 CVD 法生产。 当前 2-5 克拉的无色，无瑕至极微瑕，合成宝石级钻石成本至少 8300/ 克拉，5 克拉以上的宝石级 / 光学级 / 电子级晶体成本几何数递增，这是因为晶体越大，生长越慢，而单位机时成本不变。因此当前超过 20 克拉以上合成 D-F 色，VVS1 或更优净度的钻石单晶成本，将超过等分级天然钻石。 1-2 克拉合成黄色金刚石单晶，成本百元至两千元每克拉不等。 人造钻石成本下降，暂时不会显著令宝石级天然钻石贬值，尤其不会让超过 15 克拉的大颗粒宝石级天然钻石贬值。 14.6 克拉，世界最大宝石级 CVD 钻石切割成品纪录刷新！（截至 2021 年 8 月 26 日。） 合成金刚石粉（粒径小于 1mm）产量占合成金刚石产量 99%以上，成本低至不足 2 元一克拉。 蔡司制造的金刚石透镜部件。 至于为什么有的合成品成本高，却还要合成，是因为天然钻石的大晶体产出存在较多不确定，不能稳定供应光刻机、X 光机、谐振腔、芯片等刚需场合，而不仅是宝石。 所以，合成钻石工艺进步，成本下降有利于工业生产和人民生活。 3，成本、定价方式、渠道不同。 合成钻石单晶低于 15 克拉时，成本一般比等分级天然钻石低。但合成钻石的成本会随合成钻石颗粒增大而指数函数递增，所以合成钻石单晶超过 20 克拉的产品屈指可数。当前，可以大量人工合成的多是不超过 3 克拉的晶体，而且其中绝大多数是用于研磨材料的细粒金刚石，粒径不超过 1 毫米。 合成钻石克拉单价约是 1-4250000 元的范围，天然钻石约在 300-13400000 元的范围。天然钻石根据 4C 分级（克拉重、颜色、切工、净度）差异，以克拉单价相差大于等于 10 美元视为不同单价，则钻石分级有至少 384 万种不同排列，21600 个不同的克拉单价。 天然钻石的克拉单价为分段函数，超过整数克拉和整数克拉 +0.5 的克拉数时，存在克拉溢价，整数克拉单价的函数为幂函数 + 常数。克拉溢价指宝石的克拉单价在大于等于整数克拉或整数 +0.5 克拉时，克拉单价比略低于该整数克拉钻石高约 30%，或比略低于整数 +0.5 克拉高约 20%的现象。例如：颜色、切工、净度相同的 1.99 克拉、2.00 克拉、2.51 克拉的三颗钻石，如果 1.99 克拉的克拉单价是 5.0 万元，则 2.00 克拉者的克拉单价是 6.5 万元，2.51 克拉者的克拉单价是 7.8 万元。一般情况下，天然钻石才普遍适用克拉溢价规则，5 克拉以上的合成钻石才有显著克拉溢价。 钻石颜色根据白到灰、棕、黄的渐变，分为 D-Z 色。论白度，D 色为最佳，E 色为其次，F 再次……L、M、N 较劣，十年前 Z 以后视为彩黄色，近五年来 O-Z 色也视为彩黄色钻石。彩黄色钻石定价总体低于白色系，但相比 M、N 略有上升。红、绿、蓝、紫色钻石不适用 D-Z 颜色分级。近七年，白色钻石的亚显微包裹体（影响火彩，使钻石呈透明、高净度、乳白色内反射，俗称奶）、荧光（影响火彩）、棕绿色调（俗称咖、绿）也成为钻石定价的不利因素。 切工以 57 或 58 刻面的标准圆钻琢型较常见，要求对称性优良，否则冠部不对称，腰部偏厚或薄，亭部切歪、切浅或切深都将成为不利因素。标准圆钻琢型出成率只有不到一半，因此超过 10 克拉的钻石原石更多地考虑其它琢型，例如枕垫形、方形、祖母绿形、玫瑰形、心形、梨形等，极其少见的包括窗口形、刻名棱镜形、珠子形、佛形等。净度以 FL-IF 为最佳（10 倍镜下无瑕），其次是 VVS1、VVS2（极微瑕，10 倍镜下不明显），然后是 VS1、VS2（微瑕，10 倍镜下略可见），再次是 SI1、SI2，肉眼可见小包体，再次是肉眼可见明显包体的 I1、I2、I3，最差是 P 级，肉眼可见大量显著包体并影响透明度。相比之下，瑕疵越少的钻石越罕见。4C 分级是 GIA（美国宝石研究院）首创，而不是网传的“De Beers 既当裁判又当运动员，制定了 4C 分级”。 有人说，钻石价格高昂是 De Beers 等钻石巨头炒作的结果。但同时应注意的是，钻石在商场中的标价并不是仅由De Beers等钻石原石经销寡头决定的，因为钻石还会经过市场其它环节层层加价，而不同首饰经销商定价的差别，并不会引起 De Beers 等寡头的介入。 例如：周大福用从 De Beers 那里买的钻石原石，假设加工为 1.00 克拉，D 色 IF 级，EX 切工的钻石，那么钻石原石、琢磨加工、关税成本约 8 万元，加工首饰的金银、金工、款式设计、技术专利费约 5 万元，再进入商场又有人工、租金成本摊下来约 1 万元，在周大福专柜，这个钻石做的戒指会被周大福标价 20-30 万元。如果相同一个钻石，由卡地亚制成首饰并标价，会标 40-50 万元，但其中原石的成本还是只有 8 万元，所以不同品牌，同样分级的钻石首饰售价有差别，且售价远高于原石成本，这就是为什么钻石在专柜回收价格远低于专柜售价，且跨店不认。 De Beers 等寡头真正的霸王条款，在于看货证制度。即只向全球不足 100 家看货证持有者（目前全球 85 家，有四家仅提供合成钻石看货）或看货证继承者批量出售钻石原石，不得提前看货，不得挑选，不得讲价，不得多买，分配哪批买哪批，不得直接转卖整批原石，不得转让看货证，每年有十次看货机会。还有个不成文的规矩：不得拒绝购买，否则收回看货证。目前，中国有看货证的机构一共四家，包括周大福、周生生、Digico Holdings、六福珠宝。 如果其他商家要经营钻石，就只能找有看货证的商家买加工后的裸钻或成品，这必然导致钻石成品相比原石被加价出售。 网传珠宝用的钻石“营销绑定婚恋”是片面的说法。因为用于婚礼的钻石首饰只占宝石级钻石消费的一小部分。就算当前全世界的钻石都不用于婚戒，阿联酋、文莱、卡塔尔、沙特阿拉伯、印度、英国、法国、意大利、俄罗斯、泰国照样有贵族或富人主动地大量购买钻石用于庆典用首饰或宗教装饰。 在二战时，犹太人常携带钻石避险。一枚 1 克拉的 D-H 色，VS2 或更优净度钻石戒指相当于至少 160 克金条，同分级区间的 5 克拉的钻石相当于 1875-2350 克金条。因此携带相同价值的钻石比金条更加轻便。 4，产量不同。 以黄金作类比：根据全国矿产储量委员会办公室主编《矿产工业要求参考手册》和 DZ/T0205-2002，金刚石矿床每 1250 吨矿石出 1 克金刚石（无论是否宝石级）就算矿，相当于每 1 吨金刚石矿石至少含 0.0008 克金刚石，而金矿床每 1 吨至少出 1 克金才算矿。 其次，根据矿床学期刊 Ore Geology Rewiew 上发表的文章和金伯利进程官网，假设把全世界所有金矿和所有已开采的黄金平均分给 70 亿人，则每个人可以分到 25 克，折合 125 克拉； 如果把全世界所有金刚石矿和所有已开采的天然金刚石（包括咖啡钻、黑钻等工业金刚石）平均分给 70 亿人，则每个人可以分到不足一克（4.28 克拉），显然 125>4.28。很多人说钻石不稀少，那么我送一首根据顾城《远和近》改成的《多和少》： 金矿石品位至少 1.0 克每吨， 金刚石矿石品位 0.0008 克每吨。 我觉得， 有些人看 1.0 克黄金很少， 看 0.0008 克金刚石很多。 如果考虑全世界所有含金刚石 0.0008 克拉每吨以上的金伯利岩和钾镁煌斑岩（不含陨击钻石），以及每立方米 0.0003 克拉以上的砂矿，则全世界约 1600 个金刚石矿总储量约 27 亿克拉，相关数据在金伯利进程官网，以及知网的期刊、学位论文可查，有各个成员国的年化数据。下面也有提及： 关于“钻石骗局”之争论及宝石、矿物相关 矿床储量是个经济学数据，与成本、汇率、供需相关。虽然储量具体数值每年会因为生产成本、汇率发生变化，但基本数量级变化不大。注意：百度到的很多信息是不够可信的。 关于“钻石骗局”的微博，最早发布于 2011 年 4 月 21 日，本身无任何数据支撑。 持“天然钻石储量大于金”观点的文章，无论是中国知网，还是谷歌学术，抑或百度学术，查询结果没有一篇是正规的地质类学术期刊文章，只有国内报纸或非学术杂志 2011 年 4 月后发布的 6 条结果，因此可信度低。 第 7 条是骗贷案例，与钻石本身无关，其它结果均晚于 2011 年 4 月 21 日郭去疾微博发布后，且均不是地质类学术论文。 因此，宝石级金刚石十分稀少，网传“钻石储量大 / 产量大于黄金，不如黄金值钱”是谣言。“黄金是战略储备，钻石不是战略储备”也是谣言，俄罗斯、美国、瑞士、德国、法国、英国、比利时、以色列就有钻石储备。 也正因为天然金刚石储量少，难以满足工业需求，所以我国才大力发展合成金刚石工艺。近十五年来我国人造钻石产量占世界 90%以上，平均每年超过 3000 吨，年产量稳居世界第一。这其中 99%以上是工业用金刚石磨料。 参考文献： 吕晓敏等，2013，CVD 合成钻石的层状生长结构和紫外荧光特征[J].宝石和宝石学杂志. 朱红伟等，2018，高温高压法合成钻石的宝石学特征[J]. 超硬材料工程： 严俊等，2015，天然钻石与合成钻石的钻石观测仪鉴定特征研究[J]. 光学学报： http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXXB201510022.htm 阅读原文
