Dans la Clayton Valley, un vaste bassin du comté d’Esmeralda, à l’ouest du Nevada, des bassins d’aigue-marine se trouvent entre des montagnes aux tons bruns sous un ciel bleu clair. Des bassins et des chaînes similaires s’alignent comme des bataillons d’ouest en est à travers l’État, bien que la plupart soient à sec. Les étangs calmes de Clayton sont artificiels et riches en lithium.
Silver Peak, une petite ancienne ville minière d’argent située dans cette vallée isolée, est devenue la première installation de production de lithium du Nevada en 1966, des décennies avant que le métal ne devienne la clé des énergies renouvelables et sécurité nationale. L’installation, exploitée par Albemarle Corporation, produit 5 512 tonnes (5 000 tonnes métriques) de carbonate de lithium par an.
Silver Peak est le seul site producteur de lithium du Nevada, mais cela va bientôt changer.
Historiquement, le lithium avait peu d’importance économique, mais la demande croissante de batteries lithium-ion a attiré l’attention sur ces gisements. Le Rapports de l’US Geological Survey que les batteries, principalement pour véhicules électriquesreprésentent 87 % de la consommation mondiale de lithium. Les analystes s’attendent à ce que cette part atteigne 95 % d’ici 2030. Les États-Unis ne produisent que 0,5 % du lithium mondial, mais le Nevada pourrait réviser cette statistique.
« Le Nevada possède clairement plus de lithium que tout autre État », a déclaré Christophe Henrigéologue émérite au Bureau des mines et de la géologie du Nevada (NBMG).
« C’est grâce à notre cadre tectonique », a ajouté James Fauldsgéologue au NBMG.
Les gisements de lithium de l’État sont le résultat d’un hasard géologique presque inimaginable. Presque tout est lié à l’étirement de la croûte : topographie abrupte, roches volcaniques abondantes, flux de chaleur élevé, climat aride et bassins hydrologiquement fermés, selon une étude. nouveau rapport du NBMG.
De l’eau vient le lithium
Le histoire tectonique de l’Amérique du Nord Province du bassin et de l’aire de répartitionqui comprend une grande partie de l’ouest des États-Unis, y compris tout l’État du Nevada, est complexe. À propos Il y a 17 millions d’annéesla croûte précédemment épaissie par d’anciennes collisions tectoniques a commencé à s’étirer et à s’amincir, s’étendant comme un monticule de Silly Putty, a expliqué Henry.
Des blocs de croûte inclinés comme des dominos, formant des bassins où les sédiments et l’eau s’accumulaient dans des lacs et des réservoirs peu profonds. Le magma s’est élevé à travers la croûte amincissante, crachant des roches volcaniques à la surface pour se mélanger aux galets, au sable et à l’argile.
La plupart des bassins du Nevada sont désormais asséchés, ne laissant subsister que des fissures de boue enroulées et des sels, vestiges des lacs d’antan. L’extension de la croûte terrestre se poursuit aujourd’hui et est essentielle aux vastes réserves de lithium de l’État.
« Le Nevada est l’État qui connaît la croissance la plus rapide, d’un point de vue tectonique », a déclaré Faulds.
L’histoire du lithium commence avec les roches ignées, expliquée Simon Jowittgéologue économique à l’Université du Nevada à Reno. La majeure partie du lithium extrait dans le monde est extraite directement de ces roches dures, notamment dans la plus grande mine de lithium du monde, en Australie. Pegmatite de buissons verts.
Mais les roches sources de lithium du Nevada, à savoir la rhyolite (la forme de granit en éruption), ne contiennent que des traces de lithium, pas assez pour une exploitation directe et économique. Ici, les géologues s’intéressent plutôt aux « dépôts sédimentaires volcaniques », où le métal hautement soluble est concentré dans les bassins voisins après avoir été extrait de sa roche mère par les intempéries.
Les cours d’eau collectent généralement les eaux de ruissellement et s’écoulent vers la mer, mais le climat et la topographie arides du Nevada rendent la plupart des bassins hydrologiquement fermés. Au lieu de cela, les ruisseaux amènent l’eau dans des bassins drainés intérieurement, où elle s’accumule.
Le ruissellement extrait le lithium des rhyolites partout où elles se trouvent – depuis les profondeurs du sous-sol jusqu’aux pentes des chaînes escarpées. Les eaux de ruissellement enrichies en lithium s’accumulent dans des bassins et se concentrent lentement en saumures.
« Vous avez quelque chose qui ressemble presque à une éponge », a déclaré Jowitt. « L’eau arrive, mais il n’y a pas d’échappatoire. »
Dans la Clayton Valley, la saumure riche en lithium est soit pompée vers la surface pour s’évaporer, soit traitée dans des eaux encore émergentes. extraction directe du lithium techniques.
Potentiel de l’argile lithium
Au-delà de la saumure, ce qui passionne les géologues, c’est le potentiel de l’argile lithium du Nevada.
La caldeira de McDermitt, qui chevauche la frontière entre le Nevada et l’Oregon, marque une des premières manifestations du point chaud de Yellowstone, qui a finalement formé une chaîne de volcans lorsque la plaque nord-américaine s’est déplacée au-dessus d’une source de chaleur stationnaire.
Quand McDermitt est entré en éruption Il y a 16,3 millions d’annéesun lac dans la caldeira rempli de cendres et argile smectite. À mesure que le lac s’évaporait, les fluides hydrothermaux transformaient la smectite riche en lithium en une smectite encore plus riche. argile illiteen particulier au col Thacker, à l’extrémité sud de la caldeira. Aujourd’hui, McDermitt est l’un des plus grands gisements de lithium connus au monde.
Les chercheurs d’uranium sont tombés sur McDermitt dans les années 1970. « Le géant là-bas est le lithium », a déclaré Tom Bensonvolcanologue chez Lithium Argentina Corp. Cependant, le lithium n’étant ni économiquement attractif ni facile à exploiter, la production sur le site n’a jamais commencé.
Aujourd’hui, la spin-off de l’entreprise, Lithium Americas Corp, estimations que son projet Thacker Pass contient 240 millions de tonnes (217,3 millions de tonnes métriques) de métal. L’entreprise prévoit de démarrer la production vers 2028.
Les autres caldeiras du Nevada n’ont pas encore produit des quantités similaires de lithium, ce qui laisse les géologues perplexes. « Nous essayons de comprendre ce qui s’est passé à McDermitt », a déclaré Faulds.
Benson pense que la clé réside dans les rhyolites particulièrement enrichies de McDermitt, formées lorsque du magma chaud et sec a fait fondre des roches continentales riches en lithium. En revanche, les caldeiras plus anciennes du Nevada se sont formées dans des contextes plus froids, semblables à une subduction, ou dans une croûte fondue contenant moins de lithium. « Le cadre tectonique et le type de croûte sont importants », a déclaré Benson.
À seulement 431 kilomètres au sud, les strates inclinées de Rhyolite Ridge s’élèvent le long de la chaîne Silver Peak, la prochaine frontière d’argile de lithium du Nevada. Autrefois considérée comme située au sommet d’une caldeira enfouie de type McDermitt, Rhyolite Ridge est mieux comprise comme une vallée de Clayton faillée et drainée, a expliqué Faulds.
Initialement, pensent les géologues, des gisements de tuf rhyolitique riche en lithium se sont accumulés dans le bassin tectoniquement actif de Rhyolite Ridge. Au fur et à mesure que le bassin se développait, un lac s’est formé, déposant des sédiments lacustres riches en argile sur les roches volcaniques. Les fluides hydrothermaux se sont infiltrés à travers les failles et les fissures, imbibant les sédiments du lit du lac de lithium provenant des rhyolites situées en dessous. Des failles ultérieures ont soulevé et incliné ces dépôts, exposant les argiles précieuses.
Pour comprendre Rhyolite Ridge, « vous prenez Clayton Valley, la coupez avec des failles et soulevez des portions pour exposer des argiles enrichies à partir de saumures de lithium », a déclaré Faulds.
Ioneer USA Corporation est planification une mine de lithium-bore et une usine de traitement chimique à Rhyolite Ridge, dont la production est prévue d’ici 2028.
Pendant ce temps, dans les collines à l’extérieur de Reno, le Giga-usine Tesla a produit suffisamment de cellules de batterie au lithium pour alimenter 500 000 véhicules électriques par an depuis 2017. Avec le démarrage de la production de McDermitt et Rhyolite Ridge au milieu des opérations en cours de Clayton Valley, la production de lithium du Nevada devrait augmenter.
