The Prototype Study of Resistivity and Porosity Measurement for the Samples Collected Near Marine Hydrothermal Deposit

We present the results of laboratory measurement of porosity and electrical resistivity for the samples collected near marine hydrothermal deposit to provide fundamental perspective of physical properties for future electromagnetic survey. The rock cores are sampled from the host rock, pumice, hydrothermal altered zone, and chimney. These samples are featured as easily brittle, rough surface with large pores, having components easily solvable in the water. We suggest systematic approach for measuring weights, volumes of core samples to calculate density and porosity. Measurements reveal that the resistivities of black host rock, gray host rock, pumice and chimney are 102, 39, 11, 0.1 ohm-m, respectively, when the core samples are saturated with saline water of $32,000\;{\mu}S$/cm (0.5 ohm-m) at temperature of $2.5^{\circ}C$ and these correspond to the factors of 5 for sea water, 110 for pumice and 390~1020 for host rocks with respect to the resistivity of chimney. We also confirm that resistivity of rock samples saturated with water decrease with temperature linearly over the temperature range of $20{\sim}80^{\circ}C$.

해저열수광상 주변 암석 시료의 공극률과 전기비저항 측정 기초실험

해양전자탐사를 이용한 해저열수광상 탐사에 기초적인 물성 지식을 제공하고자 해저열수광상 주변에서 채취한 암석시료를 원주형 암석코어로 성형한 후 밀도, 공극률 등에 대한 물성 측정법과 그 결과를 제시하였다. 암석 시료는 해저열수광상 주변에서 채취한 모암, 부석, 열수변질대, 침니(chimney) 등을 대상으로 하였으며, 이들은 부스러지기 쉽거나 물 속에서 구성물질이 용해되거나 혹은 공극이 매우 크고 거친 표면 특징을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 시료들의 특징을 고려하여 각 시료마다 공극률과 전기비저항을 측정하는 방법들은 제시하였다. 측정 결과 전기전도도가 $32,000\;{\mu}S$/cm(0.5 ohm-m)인 소금물에 수포화된 흑색모암, 회색모암, 부석, 침니 암석코어들의 현지 바닷물 온도($2.5^{\circ}C$)에서의 전 기비저항은 각각 102, 39, 11, 0.1 ohm-m로서 침니의 전기비저항을 1이라할 때 바닷물은 5, 부석은 110, 모암은 390~1020의 분포를 보였다. 또한, 실험 결과 물로 수포화된 암석코어는 온도가 증가할수록 전기비저항이 감소하고 특히, $20{\sim}80^{\circ}C$의 구간에서는 직선적으로 감소하며, 임의의 전기전도도를 갖는 간극수로 수포화시킨 암석코어의 전기비저항이 다른 전기전도도를 갖는 간극수로 수포화시킨 암석코어의 전기비저항에 비해 같은 온도에서 A배 증가하면 단위 온도 증가당 전기비저항 변화율도 A배 증가함을 알 수 있었다.