Sifat Kelistrikan Batuan

Salah satu metode dalam ilmu Geofisika yang memanfaat listrik untuk mengetahui kondisi bawah permukaan adalah Metode Geolistrik. Jika ingin fokus mempelajari metode tersebut maka Sifat Kelistrikan Batuan menjadi suatu dasar penting untuk diketahui. 

Batuan mempunyai sifat-sifat kelistrikan karena batuan merupakan suatu jenis materi. Sifat kelistrikan batuan adalah karakteristik dari batuan bila dialirkan arus listrik ke dalamnya. Arus listrik ini dapat berasal dari alam itu sendiri akibat terjadinya ketidakseimbangan atau arus listrik yang sengaja dimasukkan ke dalamnya. Dalam hal ini akan dipelajari tentang potensial listrik alam dari batuan dan konduktivitas batuan. 

Potensial Listrik Batuan

Potensial listrik batuan adalah potensial listrik alam atau potensial diri (Self Potential) disebabkan terjadinya kegiatan elektrokimia atau kegiatan alam. Faktor pengontrol dari semua kejadian ini adalah air tanah. Potensial ini berasosiasi dengan pelapukan mineral pada bodi sulfida, perbedaan sifat batuan (kandungan mineral) pada kontak geologi, kegiatan bioelektrik dari materi organik korosi, gradien termal dan gradien tekanan. Potensial alam ini dapat dikelompokkan menjadi 4 kelompok, yaitu potensial elektrokinetik, potensial diffusi, potensial nerust dan potensial mineralisasi. 
  1. Potensial Elektrokinetik. Potensial ini disebabkan bila suatu larutan bergerak melalui suatu pipa kapiler atau medium yang berpori. 
  2. Potensial Diffusi. Potensial ini disebabkan bila terjadi perbedaan mobilitas dari ion dalam larutan yang mempunyai konsentrasi berbeda. 
  3. Potensial Nerust. Potensial ini timbul bila suatu elektroda dimasukkan ke dalam larutan homogen. 
  4. Potensial Mineralisasi. Potensial ini timbul bila dua elektroda logam dimasukkan ke dalam larutan homogen. Harga potensial ini paling besar bila dibandingkan dengan jenis potensial lainnya. Biasanya potensial ini timbul pada zona yang mengandung banyak sulfida, graphite dan magnetik.
Sedangkan jenis penyebab potensial alam lainnya, seperti korosi, bioelektrik, gradien temperatur dan gradien tekanan sudah tercakup dalam salah satu dari kelompok di atas. 

Konduktivitas Listrik Batuan

Pada bagian batuan, atom-atom terikat secara ionik atau kovalen. Karena adanya ikatan ini maka batuan mempunyai sifat menghantarkan arus listrik. Aliran arus listrik dalam batuan/mineral dapat digolongkan menjadi tiga macam yaitu konduksi secara elektronik, konduksi secara elektrolitik dan konduksi secara dielektrik. 
  1. Konduksi Elektronik. Konduksi ini adalah tipe normal dari aliran arus listrik dalam batuan/mineral. Hal ini terjadi jika batuan atau mineral tersebut mempunyai banyak elektron bebas, akibatnya arus mudah mengalir pada batuan ini. Sebagai contoh, batuan yang banyak menagndung logam. 
  2. Konduksi Elektrolitik. Konduksi jenis ini banyak terjadi pada batuan atau mineral yang bersifat porus dan pori-porinya tersebut terisi oleh larutan elektrolit. Dalam hal ini arus listrik mengalir akibat dibawa oleh ion-ion larutan elektrolit. Konduksi dengan cara ini lebih lambat daripada konduksi elektronik. Konduktivitas dan resistivitas batuan porus bergantung pada volume dan susunan pori-porinya. Konduktivitas akan semakin besar jika kandungan air dalam batuan bertambah banyak, dan sebaliknya resistivitas akan semakin besar jika kandungan air dalam batuan berkurang. Menurut rumus Archie:
    di mana ρ e adalah resistivitas batuan, φ adalah porositas, S adalah fraksi pori-pori yang berisi air, dan ρ w adalah resistivitas air. Sedangkan a, m, dan n adalah konstanta. m disebut juga faktor sementasi. Untuk nilai n yang sama, schlumberger menyarankan n = 2. 
  3. Konduksi Dielektrik. Konduksi ini terjadi pada batuan yang lebih bersifat dielektrik, artinya batuan tersebut mempunyai elektron bebas sedikit atau bahkan tidak ada sama sekali. Tetapi karena adanya pengaruh medan listrik dari luar, maka elektron-elektron dalam atom batuan dipaksa berpindah dan berkumpul terpisah dari intinya sehingga terjadi polarisasi. Peristiwa ini sangat bergantung pada konstanta dielektrik batuan yang bersangkutan.
Share on Google Plus

About Fais Wahid

Saya saat ini seorang mahasiswa strata 1 Geofisika di Universitas Hasanuddin yang mencoba untuk berbagi pengetahuan saya walau pun saya sendiri juga masih belajar.