În Clayton Valley, un bazin larg din vestul comitatului Esmeralda din Nevada, bazine acvamarine se află între munți în tonuri maro sub un cer albastru senin. Bazine și zone similare se aliniază ca niște batalioane de la vest la est în tot statul, deși majoritatea sunt uscate. Iazurile liniștite ale lui Clayton sunt artificiale – și bogate în litiu.
Silver Peak, un mic fost oraș minier de argint din această vale îndepărtată, a devenit prima unitate de producție de litiu din Nevada în 1966, cu decenii înainte ca metalul să devină cheia energiei regenerabile și securitate nationala. Instalația, operată de Albemarle Corporation, produce anual 5.512 de tone (5.000 de tone metrice) de carbonat de litiu.
Silver Peak este singurul site care produce litiu din Nevada, dar asta se va schimba în curând.
Din punct de vedere istoric, litiul a avut o semnificație economică mică, dar cererea în creștere pentru baterii litiu-ion a accentuat atenția asupra acestor depozite. The Rapoartele US Geological Survey că bateriile, în primul rând pentru vehicule electricecuprind 87% din consumul global de litiu. Analiştii se aşteaptă ca această cotă să crească la 95% până în 2030. Statele Unite produc 0,5% din litiu global, dar Nevada ar putea revizui această statistică.
„Nevada are în mod clar mai mult litiu decât orice alt stat”, a spus Christopher Henryun geolog emerit la Nevada Bureau of Mines and Geology (NBMG).
„Asta se datorează setării noastre tectonice”, a adăugat James Fauldsgeolog la NBMG.
Depozitele de litiu ale statului sunt rezultatul unei serendipități geologice aproape inimaginabile. Aproape totul se referă la întinderea scoarței: topografie abruptă, roci vulcanice abundente, flux ridicat de căldură, climă arid și bazine închise hidrologic, potrivit unui nou raport de la NBMG.
Înrudit: Oamenii de știință tocmai au descoperit un rezervor enorm de litiu sub Pennsylvania
Din apă vine litiul
The istorie tectonica a Americii de Nord Basin and Range Provincecare cuprinde o mare parte din vestul Statelor Unite, inclusiv întregul stat Nevada, este complex. Despre acum 17 milioane de anicrusta îngroșată anterior de ciocnirile tectonice străvechi a început să se întindă și să se subțieze, răspândindu-se ca un chit prostesc, a explicat Henry.
Blocuri de crustă s-au înclinat ca niște dominos, formând bazine în care sedimentele și apa se strângeau în lacuri și rezervoare de mică adâncime. Magma s-a ridicat prin crusta care se subție, aruncând roci vulcanice la suprafață pentru a se amesteca cu pietricele, nisip și argilă.
Cele mai multe dintre bazinele Nevada sunt acum uscate, cu doar crăpături de noroi ondulat și săruri rămase ca vestigii ale lacurilor de altădată. Extinderea crustalei continuă și astăzi și este cheia pentru vastele rezerve de litiu ale statului.
„Nevada este statul cu cea mai rapidă creștere, tectonic vorbind”, a spus Faulds.
Povestea litiului începe cu roci magmatice, a explicat Simon Jowittgeolog economic la Universitatea din Nevada, Reno. Majoritatea litiului extras la nivel mondial este extras direct din aceste roci dure, inclusiv în cea mai mare mină de litiu din lume din Australia. Pegmatita de tufișuri verzi.
Dar rocile sursă de litiu din Nevada, și anume, riolit (forma eruptă a granitului), conțin doar urme de litiu – nu este suficient pentru a extrage economic direct. Aici geologii sunt în schimb interesați de „depozitele sedimentare vulcanice”, unde metalul extrem de solubil este concentrat în bazinele din apropiere, după ce a fost îndepărtat din roca sa sursă.
Pârâurile colectează, în general, scurgerile și curge în mare, dar clima și topografia aride din Nevada fac majoritatea bazinelor închise hidrologic. Fluxurile aduc apa în bazinele drenate intern, unde se bazează.
Scurgerea scurge litiu din rioliți oriunde apar – de la adâncimea subteranului până la pantele abrupte. Scurgerea îmbogățită cu litiu se acumulează în bazine și se concentrează încet în saramură.
— Ai ceva aproape ca un burete, spuse Jowitt. — Vine apa, dar nu există scăpare.
În Clayton Valley, saramura bogată în litiu este fie pompată la suprafață pentru a se evapora, fie procesată prin evaporare. extracția directă cu litiu tehnici.
Potențial de argilă de litiu
Dincolo de saramură, ceea ce îi entuziasmează pe geologi este potențialul argilei cu litiu din Nevada.
Caldera McDermitt, care se întinde pe granița Nevada-Oregon, marchează o manifestare timpurie a punctului fierbinte Yellowstone, care în cele din urmă a format un lanț de vulcani pe măsură ce placa nord-americană s-a deplasat peste o sursă de căldură staționară.
Când McDermitt a izbucnit acum 16,3 milioane de aniun lac din caldeiră umplut cu cenușă și argilă smectită. Pe măsură ce lacul s-a evaporat, fluidele hidrotermale au transformat smectita bogată în litiu în și mai bogată. argilă ilităîn special la Thacker Pass, la capătul sudic al caldeii. Astăzi, McDermitt este unul dintre cele mai mari zăcăminte de litiu cunoscute din lume.
Căspetorii de uraniu au dat peste McDermitt în anii 1970. „Maiul de acolo este litiu”, a spus Tom Bensonun vulcanolog la Lithium Argentina Corp. Cu litiul nici atractiv din punct de vedere economic, nici ușor de extras, totuși, producția de pe amplasament nu a început niciodată.
Astăzi, spin-off-ul companiei, Lithium Americas Corp, estimări că proiectul său Thacker Pass conține 240 de milioane de tone (217,3 milioane de tone metrice) de metal. Compania intenționează să înceapă producția în jurul anului 2028.
Celelalte caldere din Nevada nu au produs încă cantități similare de litiu, lăsând geologii nedumeriți. „Încercăm să ne dăm seama ce sa întâmplat la McDermitt”, a spus Faulds.
Benson crede că cheia este riolitele îmbogățite în mod unic de la McDermitt, formate când magma fierbinte și uscată a topit roci continentale bogate în litiu. În schimb, calderele mai vechi din Nevada s-au format în locuri mai reci, asemănătoare subducției sau crusta topită cu mai puțin litiu. „Setarea tectonice și tipul de crustă contează”, a spus Benson.
La doar 268 de mile (431 de kilometri) spre sud, straturile înclinate ale Rhyolite Ridge se ridică de-a lungul Silver Peak Range – următoarea frontieră cu argilă de litiu a Nevada. Odată se credea că stă deasupra unei caldere îngropate de tip McDermitt, Rhyolite Ridge este mai bine înțeleasă ca o vale Clayton drenată și drenată, a explicat Faulds.
Inițial, cred geologii, depozitele de tuf riolitic bogate în litiu s-au acumulat în bazinul activ tectonic al Rhyolite Ridge. Pe măsură ce bazinul s-a dezvoltat, s-a format un lac, depunând sedimente lacustre bogate în argilă peste rocile vulcanice. Fluidele hidrotermale s-au infiltrat prin falii și fisuri, îmbibând sedimentele din albia lacului cu litiu din rioliții de dedesubt. Ulterior faliile au ridicat și înclinat aceste depozite, expunând argilele valoroase.
Pentru a înțelege Rhyolite Ridge, „luați Clayton Valley, o tăiați cu defecte și ridicați porțiuni pentru a expune argilele îmbogățite din saramură cu litiu”, a spus Faulds.
Ioneer USA Corporation este planificare o mină de litiu-bor și o fabrică de procesare chimică la Rhyolite Ridge, cu producție estimată până în 2028.
Între timp, pe dealurile din afara Reno, Tesla Gigafactory a produs suficiente baterii cu litiu pentru a alimenta 500.000 de vehicule electrice anual începând cu 2017. Cu producția McDermitt și Rhyolite Ridge gata să înceapă pe fondul operațiunilor în desfășurare din Clayton Valley, producția de litiu din Nevada este de așteptat să crească.