Resistivits Batuan

Resistivitas (hambatan jenis) batuan adalah daya hambat dari batuan terhadap aliran listrik (kebalikan dari konduktivitas batuan) dengan satuan unit: ohm-m. Batuan di bumi ini umumnya mempunyai sifat kelistrikan berupa daya hantar listrik (konduktivitas dan resistivitas) dan konstanta dielektrik. Konstanta dielektrik merupakan polarisasi material dalam suatu medium listrik. Konstanta dielektrik menentukan kapasitas induktif efektif dari suatu material batuan dan merupakan respon statik untuk medan listrik AC maupun DC (Dobrin, 1998).

Ketentuan sifat kelistrikan batuan dinyatakan dengan perantaraan nilai tahanan jenis dan tidak dipengaruhi oleh susunan mineralnya melainkan terpengaruh oleh porositas, jumlah air yang terperangkap dalam pori-pori batuan dan derajat kegaraman air yang dikandungnya (Reynold, 1997 dalam Uchron, 2007). Besarnya hambatan suatu batuan tergantung dari hambatan elektrolit yang dikandung dan berbanding terbalik dengan porositas efektif serta kadar jenuhnya. Pada batuan kristalin yang memiliki porositas rendah, aliran elektrik terjadi pada retakan-retakan. Pada kenyatannya, banyaknya diskontinuitas akan menentukan besarnya hambatan. Terbukti bahwa besarnya hambatan batuan bervariasi, terutama pada lapisan tanah tidak konsolidasi (misalnya pasir).

Dari semua sifat fisika batuan dan mineral, resistivitas memperlihatkan variasi harga yang sangat banyak. Pada mineral-mineral logam, harganya berkisar pada 10^-8 Ωm hingga 10⁷ Ωm. Begitu juga pada batuan-batuan lain, dengan komposisi yang bermacam-macam akan menghasilkan range resistivitas yang bervariasi pula. Sehingga range resistivitas maksimum yang mungkin adalah dari 1,6 .10^-8 (perak asli) hingga 10¹⁶ Ωm (belerang murni).

Konduktor biasanya didefinisikan sebagai bahan yang memiliki resistivitas kurang dari 10^-8 Ωm, sedangkan isolator memiliki resistivitas lebih dari 10⁷ Ωm. Dan di antara keduanya adalah bahan semikonduktor. Di dalam konduktor berisi banyak elektron bebas dengan mobilitas yang sangat tinggi. Sedangkan pada semikonduktor, jumlah elektron bebasnya lebih sedikit. Isolator dicirikan oleh ikatan ionik sehingga elektron-elektron valensi tidak bebas bergerak. 

Secara umum, berdasarkan harga resistivitas listriknya, batuan dan mineral dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu:

• Kondukror baik : 10^-8 Ωm < ρ < 1 Ωm

• Konduktor pertengahan : 1 Ωm < ρ < 10⁷ Ωm

• isolator : ρ > 10⁷ Ωm

 (Telford W. And Sheriff, 1982)

Kebanyakan mineral membentuk batuan penghantar listrik yang tidak baik walaupun beberapa logam asli dan grafit menghantarkan listrik Resistivitas yang terukur pada material bumi utamanya ditentukan oleh pergerakan ion-ion bermuatan dalam pori-pori fluida. Air tanah secara umum berisi campuran terlarut yang dapat menambah kemampuannya untuk menghantar listrik, meskipun air tanah bukan konduktor listrik yang baik. 

Variasi resistivitas material bumi ditunjukkan dalam Tabel Variasi Material Bumi (Batuan) berikut:

Tabel 2 1 Variasi Nilai Resistivitas Bahan

Harga tahanan jenis batuan tergantung macam-macam materialnya, densitas, porositas, ukuran dan bentuk pori-pori batuan, kandungan air, kualitas dan suhu, dengan demikian tidak ada kepastian harga tahanan. Jenis untuk setiap macam batuan pada akuifer yang terdiri atas material lepas mempunyai harga tahanan jenis yang berkurang apabila makin besar kandungan air tanahnya atau makin besar kandungan garamnya (misal air asin). Mineral lempung bersifat menghantarkan arus listrik sehingga harga tahanan jenis akan kecil.

Daftar Pustaka:

Dobrin, Milton B.1998. Introduction to Geophysical Prospecting,edisi ke-4. Mc Graw Hill Book, Co. Singapore.

Reynold, J.M. 1997. Introduction to Applied and EnvironmentalGeophysics. John Willey And Son. New York.

Telford, Geldart and Sheriff.1976. Applied Geophysics, 2^nd edition. Cambridge University Press. New York.

Tweet