Sifat elektrik
Sifat elektrik bahan dicirikan oleh kekonduksiannya (atau, sebaliknya, ketahanannya) dan pemalar dielektriknya, dan pekali yang menunjukkan kadar perubahan ini dengan suhu, frekuensi pengukuran dibuat, dan sebagainya. Untuk batuan dengan pelbagai komposisi kimia serta sifat fizikal berubah-ubah dan kandungan bendalir, nilai sifat elektrik boleh berbeza-beza.
Rintangan (R) ditakrifkan sebagai satu ohm apabila perbezaan potensi (voltan; V) melintasi spesimen satu volt magnitud menghasilkan arus (i) satu ampere; iaitu, V = Ri. Ketahanan elektrik (ρ) adalah sifat intrinsik bahan. Dengan kata lain, ia wujud dan tidak bergantung pada saiz sampel atau jalan semasa. Ini berkaitan dengan rintangan oleh R = ρL / A di mana L adalah panjang spesimen, A adalah luas keratan rentas spesimen, dan unit ρ adalah ohm-sentimeter; 1 ohm-sentimeter bersamaan 0,01 ohm-meter. Kekonduksian (σ) sama dengan 1 / ρ ohm -1 · sentimeter -1 (atau disebut mhos / cm). Dalam unit SI, ia diberikan dalam mhos / meter, atau siemens / meter.
Beberapa nilai perwakilan daya tahan elektrik untuk batu dan bahan lain disenaraikan dalam Jadual. Bahan yang secara amnya dianggap sebagai konduktor "baik" mempunyai daya tahan 10 -5 –10 ohm-sentimeter (10 -7 –10 -1 ohm-meter) dan kekonduksian 10–10 7 mhos / meter. Mereka yang dikelaskan sebagai konduktor perantaraan mempunyai daya tahan 100-10 9 ohm-sentimeter (1-10 7 ohm-meter) dan kekonduksian 10 -7 –1 mhos / meter. Konduktor "Buruk", juga dikenali sebagai penebat, mempunyai ketahanan 10 10 –10 17 ohm-sentimeter (10 8 –10 15 ohm-meter) dan kekonduksian 10 -15 –10 -8. Air laut adalah konduktor yang jauh lebih baik (iaitu, ia mempunyai daya tahan yang lebih rendah) daripada air tawar kerana kandungan garam terlarut yang lebih tinggi; batu kering sangat tahan. Di bawah permukaan, liang-liang biasanya diisi hingga tahap tertentu oleh cecair. Kerintangan bahan mempunyai julat yang luas — tembaga, misalnya, berbeza dengan kuarza dengan ukuran 22 pesanan.
Ketahanan khas
| bahan | rintangan (ohm-sentimeter) | |
|---|---|---|
| air laut (18 ° C) | 21 | |
| air permukaan yang tidak tercemar | 2 (10 4) | |
| air suling | 0.2–1 (10 6) | |
| air (4 ° C) | 9 (10 6) | |
| ais | 3 (10 8) | |
| batu di situ | ||
| enapan | tanah liat, serpih lembut | 100–5 (10 3) |
| serpihan keras | 7–50 (10 3) | |
| pasir | 5–40 (10 3) | |
| batu pasir | (10 4) - (10 5) | |
| moraine glasier | 1–500 (10 3) | |
| batu kapur berliang | 1–30 (10 4) | |
| batu kapur yang padat | > (10 6) | |
| garam batu | (10 8) - (10 9) | |
| keji | 5 (10 4) - (10 8) | |
| metamorfik | 5 (10 4) –5 (10 9) | |
| batu di makmal | ||
| granit kering | 10 12 | |
| mineral | ||
| tembaga (18 ° C) | 1.7 (10 −6) | |
| grafit | 5–500 (10 −4) | |
| pirotit | 0.1–0.6 | |
| kristal magnetit | 0.6–0.8 | |
| bijih pirit | 1– (10 5) | |
| bijih magnetit | (10 2) –5 (10 5) | |
| bijih kromit | > 10 6 | |
| kuarza (18 ° C) | (10 14) - (10 16) | |
Untuk arus bolak frekuensi tinggi, tindak balas elektrik batu diatur sebahagiannya oleh pemalar dielektrik, ε. Ini adalah keupayaan batu untuk menyimpan cas elektrik; ia adalah ukuran kebolehpolarisan dalam medan elektrik. Dalam unit cgs, pemalar dielektrik adalah 1.0 dalam vakum. Dalam unit SI, ia diberikan dalam farad per meter atau dari segi nisbah kapasiti bahan tertentu dengan kapasiti vakum spesifik (yaitu 8,85 × 10 -12 farad per meter). Pemalar dielektrik adalah fungsi suhu, dan frekuensi, untuk frekuensi tersebut di atas 100 hertz (kitaran sesaat).
Pengaliran elektrik berlaku pada batuan oleh (1) pengaliran bendalir - iaitu, pengaliran elektrolitik melalui pemindahan ion dalam air liang air - dan (2) pengaliran elektron logam dan semikonduktor (misalnya, beberapa bijih sulfida). Sekiranya batu mempunyai keliangan dan bendalir terkandung, bendalir biasanya menguasai tindak balas kekonduksian. Kekonduksian batuan bergantung pada kekonduksian cecair (dan komposisi kimianya), tahap ketepuan bendalir, keliangan dan kebolehtelapan, dan suhu. Sekiranya batu kehilangan air, seperti pemadatan batuan sedimen klastik pada kedalaman, daya tahannya biasanya meningkat.
Sifat magnet
Sifat magnetik batu timbul dari sifat magnetik konstituen butiran mineral dan kristal. Biasanya, hanya sebahagian kecil batu yang terdiri daripada mineral magnetik. Sebilangan kecil biji-bijian inilah yang menentukan sifat magnetik dan daya magnet batu secara keseluruhan, dengan dua hasil: (1) sifat magnetik batuan tertentu mungkin berbeza secara besar-besaran dalam badan atau struktur batuan tertentu, bergantung pada ketidaksamaan kimia, keadaan pengendapan atau penghabluran, dan apa yang berlaku pada batu selepas pembentukan; dan (2) batuan yang mempunyai litologi yang sama (jenis dan nama) tidak semestinya mempunyai ciri-ciri magnet yang sama. Klasifikasi litologi biasanya didasarkan pada banyaknya mineral silikat yang dominan, tetapi kemagnetan ditentukan oleh pecahan kecil butiran mineral magnetik seperti besi oksida. Mineral magnetik pembentuk batuan utama adalah oksida besi dan sulfida.
Walaupun sifat magnetik batuan yang mempunyai klasifikasi yang sama mungkin berbeza dari batu ke batu, namun sifat magnetik umum tetap bergantung pada jenis batuan dan komposisi keseluruhan. Sifat magnet batuan tertentu dapat difahami dengan baik dengan syarat seseorang mempunyai maklumat khusus mengenai sifat magnetik bahan dan mineral kristal, serta bagaimana sifat tersebut dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti suhu, tekanan, komposisi kimia, dan ukuran daripada biji-bijian. Pengertian ditingkatkan dengan maklumat mengenai bagaimana sifat batuan khas bergantung pada persekitaran geologi dan bagaimana ia berbeza dengan keadaan yang berbeza.
