内华达州蕴藏着巨大的锂矿藏。原因如下。

由于地形、气候和地质偶然性，内华达州正在成为锂的主要生产地。

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克莱顿谷是内华达州西部埃斯梅拉达县的一个广阔盆地，在清澈的蓝天下，碧绿色的水池坐落在棕色山脉之间。类似的盆地和山脉像营一样从西向东排列在全州各地，尽管大多数盆地和山脉都非常干燥。克莱顿的静水池是人工的，富含锂。

Silver Peak 是这个偏远山谷中的一个前银矿小镇，于 1966 年成为内华达州第一个锂生产设施，比锂成为可再生能源和国家安全的关键早了几十年。该工厂由 Albemarle Corporation 运营，每年生产 5,512 吨（5,000 公吨）碳酸锂。

银峰是内华达州唯一的锂生产地，但这种情况很快就会改变。

从历史上看，锂的经济意义不大，但锂离子电池需求的激增加剧了人们对这些矿藏的关注。 美国地质调查报告称，主要用于电动汽车的电池占全球锂用量的 87%。分析师预计，到 2030 年，这一比例将升至 95%。美国的锂产量仅占全球的 0.5%，但内华达州可能会修改这一统计数据。

“内华达州显然比任何其他州都拥有更多的锂，”内华达州矿业和地质局 (NBMG) 的退休地质学家克里斯托弗·亨利 (Christopher Henry) 说道。

“这要归功于我们的构造环境，”NBMG 的地质学家 James Faulds 补充道。

该州的锂矿床是几乎难以想象的地质偶然性的结果。根据 NBMG 的一份新报告，几乎一切都与地壳伸展有关：陡峭的地形、丰富的火山岩、高热流、干旱的气候和水文封闭的盆地。

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从水中提取锂

北美盆岭省的构造历史非常复杂，该地区包括美国西部大部分地区，包括整个内华达州。亨利解释说，大约1700万年前，之前因古代构造碰撞而增厚的地壳开始拉伸变薄，像堆积起来的橡皮泥一样扩散。

地壳块像多米诺骨牌一样倾斜，形成盆地，沉积物和水汇聚成浅湖和水库。岩浆从变薄的地壳中升起，将火山岩喷出到地表，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已干涸，只剩下卷曲的泥裂和盐分，作为昔日湖泊的遗迹。地壳扩张至今仍在继续，这是该州巨大锂储量的关键。

“从构造上来说，内华达州是增长最快的州，”福兹说。

内华达大学里诺分校的经济地质学家西蒙·乔伊特 (Simon Jowitt) 解释说，锂的故事始于火成岩。全球开采的大多数锂都是直接从这些硬岩中提取的，包括澳大利亚Greenbushes伟晶岩中世界上最大的锂矿。

但内华达州的锂源岩，即流纹岩（花岗岩的喷发形式），只含有微量的锂，不足以经济地直接开采。在这里，地质学家对“火山沉积矿床”感兴趣，其中高度可溶的金属在被风化后从其源岩中集中在附近的盆地中。

溪流通常会收集径流并流入大海，但内华达州干旱的气候和地形使大多数盆地水文封闭。相反，溪流将水带入内部排水盆地，并在那里汇集。

无论流纹岩出现在何处——从地下深处到陡峭的山坡，径流都会从流纹岩中浸出锂。富含锂的径流积聚在盆地中并慢慢浓缩成盐水。

“你得到的东西几乎就像一块海绵，”乔伊特说。 “水来了，却无处可逃。”

在克莱顿谷，富含锂的盐水要么被泵送到地表蒸发，要么通过新兴的直接锂提取技术进行处理。

锂粘土潜力

除了盐水之外，令地质学家兴奋的是内华达州锂粘土的潜力。

横跨内华达州和俄勒冈州边界的麦克德米特火山口标志着黄石热点的早期显现，当北美板块在固定热源上移动时，黄石热点最终形成了一系列火山。

1630 万年前麦克德米特喷发时，火山口内的一个湖泊充满了火山灰和蒙脱石粘土。随着湖泊蒸发，热液将富含锂的蒙皂石转化为更丰富的伊利石粘土，尤其是在火山口南端的撒克山口。如今，麦克德米特是世界上已知最大的锂矿床之一。

20 世纪 70 年代，铀矿勘探者偶然发现了麦克德米特。阿根廷锂业公司的火山学家汤姆·本森 (Tom Benson) 表示，“这里的庞然大物是锂。”然而，由于锂既没有经济吸引力，也不容易开采，该地点从未开始生产。

如今，该公司的子公司 Lithium Americas Corp估计其 Thacker Pass 项目含有 2.4 亿吨（2.173 亿公吨）金属。该公司计划于2028年左右开始生产。

内华达州的其他破火山口尚未产出类似数量的锂，这让地质学家感到困惑。 “我们正在试图弄清楚麦克德米特发生了什么，”福兹说。

本森认为关键是麦克德米特独特的富集流纹岩，它是在炎热、干燥的岩浆熔化富含锂的大陆岩石时形成的。相比之下，内华达州较古老的破火山口是在较冷、类似俯冲的环境中形成的，或者是在锂含量较少的熔融地壳中形成的。 “构造环境和地壳类型很重要，”本森说。

向南仅 268 英里（431 公里）处，流纹岩山脊的倾斜地层沿着银峰山脉上升，银峰山脉是内华达州的下一个锂粘土前沿。福兹解释说，流纹岩山脊一度被认为坐落在麦克德米特型埋藏火山口的顶部，但更好的理解是断层和排水的克莱顿山谷。

地质学家认为，最初，富含锂的流纹质凝灰岩矿床聚集在流纹岩岭的构造活动盆地中。随着盆地的发展，形成了一个湖泊，在火山岩上沉积了富含粘土的湖泊沉积物。热液通过断层和裂缝渗透，用来自下方流纹岩的锂浸泡湖床沉积物。后来的断层作用使这些沉积物隆起并倾斜，露出了有价值的粘土。

为了了解流纹岩山脊，“你需要采取克莱顿谷，用断层将其切碎，并抬升部分以暴露锂盐水中的富集粘土，”福兹说。

Ioneer USA Corporation 正在流纹岩岭规划一座锂硼矿和化学加工厂，预计到 2028 年投产。

与此同时，在里诺郊外的山上，自 2017 年以来，特斯拉超级工厂每年生产的锂电池足以为 500,000 辆电动汽车提供动力。随着麦克德米特 (McDermitt) 和流纹岩岭 (Rhyolite Ridge) 的生产将在克莱顿谷 (Clayton Valley) 持续运营期间开始，内华达州的锂电池产量预计将上升。