在内华达州西部埃斯梅拉达县的一个宽阔的盆地克莱顿山谷,海蓝宝石池位于晴朗的蓝天下的棕色山之间。类似的盆地和范围像从整个州的西部到东部的营一样对齐,尽管大多数是骨干的。克莱顿的静止池塘是人造的—并富有 锂。
Silver Peak是这个偏远山谷的一个小型前银矿镇,在1966年成为内华达州的第一家锂生产设施,几十年来,金属成为可再生能源的关键和 国家安全。该设施由Albemarle Corporation运营,每年生产5,512吨(5,000公吨)的碳酸锂。
银峰是内华达州唯一的锂生产地点,但这很快就会改变。
从历史上看,锂的经济意义不大,但是对锂离子电池的需求激增,使人们对这些沉积物的关注得到了增强。这 美国地质调查局报告 那个电池,主要是为了 电动汽车,占全球锂使用的87%。分析师预计,到2030年,这一份额将上升到95%。美国的全球锂占0.5%,但内华达州可以修改该统计数据。
“内华达州显然拥有比任何其他州都更多的锂。” 克里斯托弗·亨利内华达州矿业与地质局(NBMG)的名誉地质学家。
“这要归功于我们的构造环境。” 詹姆斯·福尔德(James Faulds),NBMG的地质学家。
该州的锂沉积物是几乎无法想象的地质偶然性的结果。几乎所有内容都与拉伸地壳有关:陡峭的地形,丰富的火山岩,高热量,干旱气候和水文封闭的盆地, 新报告 来自NBMG。
有关的: 科学家刚刚在宾夕法尼亚州发现了一个巨大的锂水库
这 构造历史 北美的 盆地和山脉省包括整个内华达州在内的西部大部分地区都很复杂。关于 1700万年前亨利解释说,以前因古老的构造碰撞而增厚的地壳开始伸展和稀薄,像愚蠢的腻子一样散布,散布。
像多米诺骨牌一样倾斜的地壳块,形成盆地,在那里沉积物和水集合成浅湖和水库。岩浆穿过稀疏的外壳,将火山岩喷到表面,与鹅卵石,沙子和粘土混合在一起。
内华达州的大部分盆地现在都干燥,只有卷曲的泥裂和盐作为过去湖泊的遗迹。地壳延伸一直在今天继续,是该州庞大的锂储量的关键。
福尔德说:“从构造地说,内华达州是增长最快的国家。”
锂的故事始于火成岩岩石,解释说 西蒙·乔特(Simon Jowitt),里诺内华达大学的经济地质学家。大多数锂开采的全球开采直接从这些硬岩中提取,包括在澳大利亚的世界上最大的锂矿 Greenbushes pegmatite。
但是内华达州的锂源岩石,即流纹岩(爆发的花岗岩形式),仅包含痕量的锂—不足以直接挖掘经济。在这里,地质学家对“火山沉积沉积物”感兴趣,在那里,高度可溶的金属在被风化的岩石岩中后集中在附近的盆地中。
溪流通常会收集径流并流向大海,但是内华达州的干旱气候和地形使大多数盆地在水中封闭。相反,溪流将水带入池中的内部排水盆地。
无论发生在哪里从深处到陡峭的山坡。富含锂的径流积聚在盆地中,并慢慢集中在盐水中。
乔维特说:“你几乎像海绵一样。”“水来了,但没有逃脱。”
在克莱顿山谷(Clayton Valley 直接锂提取 技术。
除了盐水之外,激发地质学家的兴奋是内华达锂粘土的潜力。
跨越内华达州 - 奥尔根边界的麦克德米特·瓦尔德拉(McDermitt Caldera)标志着黄石热点的早期体现,最终随着北美板块移动到固定的热源上,最终形成了一系列火山。
当麦克德米特爆发时 1630万年前,火山口内充满灰烬的湖泊和 绿色粘土。随着湖泊的蒸发,水热液将富含锂的蒙脱石转化为甚至更丰富的 伊利特粘土,特别是在火山口南端的Thacker Pass。如今,麦克德米特(McDermitt)已成为世界上最大的已知锂矿床之一。
1970年代,铀勘探者偶然发现了麦克德米特。“那里的庞然大物是锂,” 汤姆·本森,阿根廷锂公司的一名火山学家,锂在经济上既不具有吸引力又不容易被开采,但是,该地点的生产从未开始。
今天,该公司的衍生 估计 Thacker Pass项目中包含2.4亿吨(2.173亿吨)的金属。该公司计划在2028年左右开始生产。
内华达州的其他火山口还没有产生类似的锂,使地质学家感到困惑。福尔德说:“我们正在努力弄清麦克德米特发生的事情。”
本森认为,关键是麦克德米特(McDermitt)独特的富集流纹岩,当热岩浆融化富含锂富含锂的大陆岩石时形成。相比之下,内华达州的较旧火山口形成在较冷,俯冲样环境或锂较少的地壳中形成。本森说:“地壳的构造环境和类型很重要。”
南部仅268英里(431公里),流纹山脊的倾斜地层沿着银峰范围升起—内华达州的下一个锂粘土边境。Faulds解释说,一旦据信坐在麦克德米特(McDermitt)式的火山口上,流纹山脊就可以更好地理解为有断层且排水的克莱顿山谷(Faulds)。
地质学家认为,最初,富含锂的流纹凝灰岩沉积物积聚在流纹岩山脊的构造活性盆地中。随着盆地的发展,在火山岩上形成了一个湖泊,沉积了粘土富含粘土的湖泊沉积物。水热液通过断层和裂缝渗入,从下面的流纹岩中浸泡湖床沉积物。后来断层抬高并倾斜了这些沉积物,暴露了有价值的粘土。
为了理解流纹山脉的山脊,“您将克莱顿山谷(Clayton Valley)砍掉,用断层将其切碎,并提升部分,从锂盐水中露出丰富的粘土,” Faulds说。
Ioneer USA Corporation是 规划 流纹岩山脊的锂 - 波龙矿山和化学加工厂,预计到2028年。
同时,在里诺外的山丘上 特斯拉·吉格纳(Tesla Gigafactory) 自2017年以来,每年生产了足够的锂电池电池,每年为50万辆电动汽车供电。麦克德米特(McDermitt)和流纹岩山脊的生产将在不断正在进行的克莱顿山谷(Clayton Valley)运营中开始,内华达州的锂产量预计将上升。