Электрическое сопротивление и электропроводность общие положения
При изучении электрических свойств минералов и горных пород будим использовать методологические принципы, которые были ранее изложены при изучении акустических и магнитных свойств. Основными принципами является: придельные значения, структурность и изменение электрических свойств при ранговом переходе минерал – горная порода. В петрофизике изучается геосистема на первом и втором ранговых уровнях. Это на уровне минералов и горных пород.
Минералы. Закон Ома в интегральной форме на постоянном токе имеет вид
, (9.1)
где 
– напряженность электрического поля (воздействие); 
– плотность электрического тока (отклик); 
– удельная электрическая проводимость (свойство среды), которая связана с удельным электрическим сопротивлением 
.
Размерность удельной электрической проводимости в системе СИ – См/м (Сименс/м), а электрического сопротивления – Ом·м.
Отступление. Из курса физики известно, что удельная проводимость металлов равна 
, где n – количество носителей тока, для металлов это число свободных электронов в металле; е – заряд носителей, для металлов заряд электрона; 
– подвижность носителей, для металлов подвижность электрона. Это уравнение справедливо для любых веществ. При этом необходимо определить характеристики 
, 
и 
. Например, в минерализованной воде, носителями тока являются ионы и ионные остатки. Если, у вещества имеются несколько носителей, то общая проводимость определяется с использованием закона адитивности. Так, для полупроводников уравнение для проводимости будет иметь вид 
, гдн индекс е – отвечает носителям заряда электронам, а индекс р – отвечает носителям заряда дыркам. У собственных диэлектриков носителями тока могут быть ионы, а не электроны, и по этой причине сопротивление их велико. На примере NaCl объясним, почему ионная проводимость у диэлектрика предпочтительнее электронной. Для перехода электрона из валентной зоны в зону проводимости требуется энергия W = 6 эВ, а для отрыва иона Na+ из решетки кристалла необходима энергия, равная энергии диссоциации Wдис = 0,85 эВ. Напомним, что энергия 1 эВ соответствует тепловой энергии (Е = kТ, где k – постоянная Больцмана), которая соответствует температуре 11603 оК (градусы по шкале Кельвина).
Электрическое сопротивление минералов тензорная величина, и количество компонент его зависит от симметрии минерала. Вид уравнения 9.1 в тензорной форме дан в прил.1.4.
Кубические кристаллы изотропны и имеют одно значение электрического сопротивления.
Гексагональные и тригональные кристаллы, напротив, анизотропные. Для них необходимо определять электрическое сопротивление вдоль двух осей кристаллофизической системы координат. Вдоль оси Z (
) и вдоль оси X (
). Оси X и Y равнозначны.
Ромбические кристаллы в главной системе координат имеют уже три значения компоненты тензора электрического сопротивления: 
, 
и 
. Электрические свойства минералов определяются в кристаллофизической системе координат, которая, в свою очередь, поставлена в соответствие с кристаллографической системой координат.
Удельное электрическое сопротивление минералов изменяется в очень широких пределах – от 
до 
Ом·м. Минералы могут быть металлами (самые высокие значения проводимости), полупроводниками (умеренно высокие и низкие значения проводимости) и диэлектриками (самые низкие значения проводимости).
Горные породы. Закон Ома в интегральной форме справедлив и для горных пород. Уравнение (9.1) содержит значение электрической проводимости горных пород, которое является эффективной величиной.
Удельное электрическое сопротивление горных пород изменяется в очень широких пределах – от 
до 
Ом·м. Горные породы также можно разделить на проводящие, слабопроводящие и непроводящие. Это объясняется наличием в породах минералов-проводников, минералов полупроводников и минералов-диэлектриков, образующих твердый скелет породы. Горные породы многофазные вещества. Они состоят твердой фазы (скелета породы), жидкой и газообразной фаз.
Некоторые осадочные горные породы западной части Сибирской платформы имеют композиционную слоистую структуру. В результате такие горные породы обладают анизотропией электрических свойств. Нами была обнаружена слоистая структура у доломитов рифея Юрубченской и Кочумдекской площадей. Их электрические свойства отвечают гексагональной симметрии.