Electrical conductivity mechanism of graphitic shale from the Astarte River formation, Piling Group, Baffin Island, Nunavut

Textural examination using scanning electron microscope analysis, was carried out on four graphitic shale subsamples, from the Astarte River formation, Baffin Island, Nunavut. Electrical resistivity measurements previously made on these mineralized rocks indicate that they display weak to strong anisotropic characteristics (5:1 to 275:1), with low and high resistivities of 8–16 000 Ω•m and 390–40 000 Ω•m in the directions parallel and perpendicular to foliation, respectively. The purpose of this study was to determine the electrical conductivity mechanisms that resulted in these characteristics. The results of this study suggest that well connected quartz grains form electrically insulating layers and result in the high electrical resistivities (3580 to more than 28 000 Ω•m) in the direction perpendicular to foliation. The low resistivity characteristics parallel to foliation are likely determined by moderately good pore-fluid connectivity. Scanning electron microscope analysis indicates that graphite also contributes to the low resistivity. Page 1 Résumé : À l’aide d’un microscope électronique à balayage, on a examiné en détail la texture de quatre sous-échantillons de shale graphitique de la formation d’Astarte River, dans l’île de Baffin (Nunavut). Des mesures antérieures de la résistivité électrique de ces roches minéralisées indiquent que ces roches présentent des valeurs d’anisotropie variant de faibles à fortes (de 5/1 à 275/1) et des valeur maximales et minimales de la résistivité électrique comprisent entre 8 et 16 000 Ω•m et entre 390 et 40 000 Ω•m, respectivement, dans les directions parallèle et perpendiculaire à la foliation. La présente étude avait comme objet de déterminer les mécanismes de la conductivité électrique auxquels il faut attribuer ces caractéristiques. Les résultats indiquent que des grains de quartz ayant une bonne connectivité forment des couches agissant comme isolateurs électriques et engendrent des valeurs élevées de résistivité électrique (de 3580 à plus de 28 000 Ω•m) dans la direction perpendiculaire à la foliation. La faible résistivité électrique dans la direction parallèle à la foliation est vraisemblablement attribuable à une connectivité modérément bonne du fluide interstitiel. L’analyse au microscope électronique à balayage révèle que du graphite contribue également à la faible résistivité.