Hvordan den enorme litiumforekomsten i USA ble dannet og hvorfor den kan være verdt opptil 1500 milliarder

USA kan eie en av de største, hvis ikke den største, litiumavsetning til verden: dette er McDermitt-calderaen, hvis estimerte mengde litium varierer fra 10 millioner tonn (sammenlignbar med den største forekomsten som er kjent for øyeblikket, Salar de Uyuni i Bolivia) opp til mer spekulative estimater som til og med anslår 20-40 millioner tonn. Hvis disse estimatene bekreftes, kan McDermitt-calderaen representere et strategisk vendepunkt i produksjonen av denne ressursen i USA. I dag er nesten all verdens produksjon av litium er hovedsakelig konsentrert i fire land, nemlig Australia, Chile, Kina og Argentina: ting kan imidlertid endre seg.

McDermitt-calderaen og dens fylling

Litiumet det er snakk om finnes på innsiden sedimenter innsjøen – derfor avsatt på bunnen av en innsjø – tilstede inne i McDermitt-calderaen. Dette er restene av en gammel senter vulkanutbrudd som i dag strekker seg over ca 40 km i lengde og opp til 30 km bred i den nordvestlige delen av Amerikas forente stater, mellom statene iOregon og av Nevada. Kalderaen og dens fylling ble dannet under den geologiske epoken kjent som mioceni en tidsperiode mellom 17 og 15 millioner år siden (Ma). Omtrent 16,3 Ma, over 1000 km³ av magma med rhyolitisk sammensetning – derfor rik på silika og, i dette tilfellet, spesielt rik på litium – ble brutt ut voldsomt, noe som forårsaket den raske tømmingen av magmakammeret og den påfølgende kollapse strukturellemed dannelsen av en kaldera.

Om 50–85 % av materialet produsert under utbruddet samlet seg inne i kalderaen, og nådde lokalt tykkelser på over 1000 m. Som bevis på den ekstreme volden til den eruptive hendelsen ble de tilhørende pyroklastiske produktene funnet opp til avstander på ca. 80 km fra kanten av kalderaen. Etter utbruddet ble McDermitt-calderaen okkupert av en innsjø vulkanskder de akkumulerte ytterligere 200 m lager innsjøen inntil for minst 15,7 millioner år siden. Blant disse forekomstene gjenkjenner vi nivåer, noen ganger linseformede, av leirtuff bestående hovedsakelig av mineraler som f.eks smektitter Og illitisom er vert for høye konsentrasjoner av litium i dem.

Hvordan litium kom inn i leirene

Ifølge eksperter, etter utbruddet og dannelsen av innsjøen, væsker hydrotermisk – det vil si varme væsker som er tilstede under jorden og rike på oppløste mineraler – ville ha utvasketdvs. progressivt fjernet litium fra vulkansk glass og pyroklastiske avsetninger avsatt i kalderafyllingen. Disse væskene ville deretter transportere litiumet oppover og reise opp gjennom systemer brudd Og feiltil de når innsjøen sedimenter mettet med vann. Litium ble opprinnelig inkorporert i mineraler smektitt under treningen deres.

Påfølgende interaksjoner med varmere hydrotermiske væsker de ville da ha utløst endringsprosesser av smektitten, transformert den til en annen leire, illitt – en prosess kjent som illitisering – i stand til å beholde betydelig større mengder litium i sin krystallinske struktur. Dette er kjemiske prosesser og transformasjoner som er godt dokumentert i den geologiske journalen. Videre er tilstedeværelsen av varme oppstrømsvæsker i denne regionen ikke en overraskelse. Lignende fenomener er faktisk mye observert i nærliggende områder, inkludert selve supervulkanen Yellowstone.

Den største litiumforekomsten i verden: opptil 40 millioner tonn anslått

Det er ennå ikke helt klart hvor mye litium som faktisk er tilstede i de sedimentære bergartene i McDermitt-kalderaen. Noen regionale ekstrapoleringer, diskutert i en studie publisert i 2020 i tidsskriftet Mineraleranslå et innledende litiuminnhold mellom 22,4 og 40 millioner tonn (Mt). Dette er imidlertid en svært grov vurdering. Tvert imot, i en mer begrenset og bedre undersøkt del av kalderaen, selskapene Litium Nevada Og Jindalee Ressurser de estimerte et innhold på ca 7,8 Mt litium. I en nyere studie, publisert i det prestisjetunge internasjonale vitenskapelige tidsskriftet Vitenskapens fremskrittgeokjemiske analyser utført på prøver fra stedet Thacker Passi den sørlige delen av kalderaen, indikerer gjennomsnittlige litiumkonsentrasjoner på ca 5100 deler per million (ppm) inne i smektittene og konsentrasjoner opp til 18 000 ppm i illiter. Totalt sett vil litiuminnholdet i de analyserte leireprøvene være mellom 1,3 % og 2,4 vektprosent.

Til tross for usikkerheten knyttet til disse vurderingene, antyder forfatterne at McDermitt-caldera-sedimentene kan inneholde mengder litium som kan sammenlignes med, hvis ikke overstiger, ca. 10,2 m estimert i saltlake av Salar de Uyunii Bolivialenge ansett som den største litiumforekomsten i verden. Spesielt på Thacker Pass-stedet er en betydelig mengde høylitiumleire nær nok overflaten til å tillate gruvedrift i dagbrudd.

Sosioøkonomiske aspekter for USA

Litium er i dag en grunnleggende primærressurs for teknologi, informasjonsteknologi og fornybar energi. Hvis de kvantitative hypotesene bekreftes, kan ressursen i McDermitt-calderaen nå en økonomisk verdi som er større enn 1500 milliarder dollar amerikanere, i tillegg til å kunne bli vurdert, når det gjelder generelle dimensjoner, den største litiumforekomsten i verden. I den globale økonomiske konteksten, og i lys av noen estimater som viser at den globale etterspørselen etter litium kan nå en million tonn per år innen 2040, kan en forekomst som er så stor og konsentrert i et enkelt basseng som McDermitt tillate. USA å ta en ledende rolle innen litiumproduksjon samt styrke fremskritt og utvikling av nasjonale industrier basert på bruken av det.