Бакалавр наук в области геологии

Этот курс является вводным в области добычи природных ресурсов и методов научных исследований. Курс предназначен для того, чтобы дать студентам общее представление о геологии, горном деле и нефтегазовом деле, а также о их значении для общества. Курс предоставляет базовые знания о геологических процессах и операциях в горной и нефтегазовой промышленности, охватывая все этапы цепочки создания стоимости минеральных ресурсов. В их число входят разведка, оценка активов, основные компоненты горных и нефтегазовых операций, переработка, охрана труда и техника безопасности, оценка рисков, воздействие на окружающую среду, а также современные технологические достижения, направленные на повышение эффективности и устойчивости производства. Кроме того, курс знакомит студентов с основами методологии научных исследований с учетом этических принципов. По завершении курса студенты должны приобрести необходимые знания для проведения комплексных исследований в рамках выбранной программы обучения, связанной с отраслями добычи природных ресурсов.

Результаты обучения по курсу
1. Характеризовать основные концепции геологических процессов и разведки полезных ископаемых.
2. Классифицировать передовые практики в горнодобывающих операциях на всех этапах производственно-стоимостной цепочки, включая переработку полезных ископаемых, охрану труда и промышленную безопасность, оценку рисков, а также устойчивость и эффективность горных работ.
3. Осваивать знания о нефтегазовых системах и передовых практиках в области разведки и добычи, включая различие между типами горных пород, коллекторами, пластовыми флюидами и механизмами извлечения. 
4. Анализировать взаимосвязь между разведкой, добычей и средними технологическими процессами переработки и транспортировки.
5. Описывать процесс научного исследования, исследовательскую методологию, методы исследования и принципы научной этики.  

Вводный курс по геологии охватывает следующие темы: Солнечная система; формирование, дифференциация и современная структура Земли; мантия, океаническая кора и тектоника плит; континентальная кора; реки и океаны; происхождение и эволюция жизни; изменение климата; природные ресурсы. В ходе курса по мере рассмотрения соответствующего геологического контекста будут последовательно изучаться важнейшие минералы, горные породы и ископаемые остатки.

Результаты обучения по курсу
1. Излагать историю Земли, ее строение и характеризовать различные физические и геоморфологические процессы с использованием теории тектоники плит.
2. Объяснять основные понятия стратиграфии и интерпретировать карты, содержащие геологическую и структурную информацию.
3. Классифицировать и идентифицировать типы минералов и горных пород — магматические, осадочные и метаморфические — по их номенклатуре, составу и условиям образования.
4. Описывать геологию и ресурсы Казахстана.

Данный курс по минералогии предоставит студентам необходимые базовые знания, которые требуются для прохождения последующих курсов по петрологии и геологии рудных месторождений.

Результаты обучения по курсу
1. Понимать основные понятия кристаллической симметрии, кристаллических систем и минералогии.
2. Распознавать основные породообразующие минералы в образцах и под микроскопом.
3. Самостоятельно изготавливать шлифы из минеральных или горных образцов.
4. Идентифицировать и описывать процессы образования магматических, осадочных и метаморфических пород с использованием соответствующей номенклатуры.

Основная цель курса — понимание форм рельефа и процессов, которые их формируют и изменяют. Курс рассматривает практические аспекты анализа геоморфологических карт, распознавания форм рельефа и понимания естественных процессов, влияющих на их развитие.

Результаты обучения по курсу
1. Обладать глубокими и системными знаниями геопространственных методов, применяемых в геоморфологии.
2. Проявлять интеллектуальную гибкость, любознательность и творческий подход при применении геопространственных методов в геоморфологии.
3. Принимать взвешенные решения при выборе и применении соответствующих геопространственных методов, применяемых для геоморфологических структур в многомерном представлении, получаемом из планарных данных.

Данный курс по геологическим картам и разрезам знакомит студентов с методами чтения топографических и геологических карт, распознаванием геологических структур на картах, а также с построением геологических разрезов.

Результаты обучения по курсу
1. Определять рельеф местности по данным, представленным на топографической карте.
2. Анализировать пространственные взаимоотношения геологических формаций на геологических картах.
3. Определять трехмерные структуры по их плоским геологическим представлениям.
4. Выполнять построение геологических разрезов.
5. Отображать геологические образования с использованием соответствующих условных обозначений, символов и цветовых кодов, применяемых на геологических картах.

Данный курс является необходимым дополнением к курсу «Седиментология и стратиграфия». В нем рассматриваются основные группы организмов, сохранившихся в геологической летописи в виде макро- и микрофоссилий. В ходе лабораторных занятий изучаются характерные ископаемые для каждого геологического периода. Также рассматриваются практические применения палеонтологии в таких важных областях, как реконструкция палеоклимата и поиск месторождений нефти.

Результаты обучения по курсу
1. Распознавать и описывать основные группы макрофоссилий, сохранившихся в геологической летописи.
2. Обсуждать важнейшие области применения микрофоссилий в геологии и нефтегазовой разведке.
3. Соотносить указанные макро- и микрофоссилии с геохронологической шкалой и периодами массовых вымираний, оказавших влияние на планету.
4. Оценивать значение палеонтологии в корреляционных исследованиях и реконструкции палеоэкологических условий.

Содержание курса включает следующее: Петрология магматических пород: состав и свойства магм, магматическая дифференциация, охлаждение и текстуры, модальный состав основных типов магматических пород, классификация IUGS, расчеты нормы CIPW. Лабораторные работы: макроскопическое и микроскопическое описание основных типов магматических пород, классификация на основе модального состава и нормативных расчетов. Петрология метаморфических пород: температурно-давленческие условия регионального и контактного метаморфизма, основные типы метаморфических пород, понятие метаморфических фаций, характерные минералы, метаморфические реакции и изограды, P-T диаграммы. Лабораторные работы включают упражнения, основанные на макроскопических и микроскопических наблюдениях, идентификации метаморфических реакций и интерпретации химических и термометрических данных.

Результаты обучения по курсу
1. Определять основные типы магматических и метаморфических пород по их текстурам и минералогическому составу с использованием соответствующей терминологии
2. Интерпретировать магматические и метаморфические породы, образовавшиеся в различных тектонических условиях
3. Интерпретировать химические и термометрические данные магматических и метаморфических пород с точки зрения температурно-давленческих условий их образования
4. Исследовать геологические процессы, приведшие к формированию изучаемых пород, исходя из их текстур, минералогического и химического состава

Содержание курса включает следующие темы: седиментационные процессы и условия осадконакопления; седиментарные фации и палеоокружения; литостратиграфические единицы, биостратиграфия, хроностратиграфия и корреляция; введение в последовательную стратиграфию. Данный курс обеспечивает студентам прочные знания по седиментологии, в частности в части формирования и эволюции осадочных пород в контексте круговорота горных пород, концепций стратиграфии и взаимосвязи между осадочными процессами и геологическим временем, а также важности седиментологии и стратиграфии в разведке нефти.

Результаты обучения по курсу
1. Рассматривать процессы выветривания, агенты переноса осадков и механизмы их транспортировки.
2. Определять типы осадков и классифицировать их с применением различных схем классификации.
3. Описывать осадочные структуры в кернах и выходах и использовать их для интерпретации осадочных процессов и условий осадконакопления.
4. Обсуждать возраст осадочных формаций в контексте геологического времени.
5. Применять принципы седиментологии и стратиграфии при геологическом картировании.
6. Прогнозировать архитектуру и пространственную распространённость водоносных и нефтегазоносных пород-коллекторов.

Данный курс включает десятидневные полевые работы в регионе Каратау. Он предоставляет студентам возможность применить на практике и интегрировать знания, полученные в следующих дисциплинах: геологические карты и разрезы, седиментология и стратиграфия, седиментационная петрология и палеонтология. Студенты создадут собственные геологические карты и стратиграфические схемы. Они выполнят чертежи характерных разрезов, а также несколько типичных схем условий осадконакопления, что позволит им определить структурные события, приведшие к формированию, разрушению и/или сохранению осадочных формаций. Кроме того, студенты освоят работу с компасом и GPS-оборудованием, посохом Якова, лазерным дальномером, а также использованием спутниковых карт и наземных фотограмметрических изображений.

Результаты обучения по курсу
1. Определять осадочные формации в полевых условиях.
2. Выполнять детальные осадочные разрезы с использованием принятых условных обозначений и символов.
3. Составлять предварительную геологическую карту.

Курс организован по типам рудных месторождений с целью интеграции аспектов геодинамики, тектоники, петрологии, минералогии и физической химии, важных для разработки генетических моделей рудных месторождений. В лабораторных занятиях, где возможно, используются примеры из Казахстана.

Результаты обучения по курсу
1. Обсуждать геологические процессы и физико-химические условия, приводящие к формированию рудных месторождений.
2. Описывать поведение микроэлементов в геологических процессах и их транспорт геологическими флюидами.
3. Определять важнейшие рудообразующие минералы.
4. Формулировать концептуальные генетические модели рудных месторождений.

Данный курс охватывает основы геохимии и геохимической термодинамики с демонстрацией их применения на примерах из магматической и метаморфической петрологии. Содержание включает: 1. Основы термодинамики и их применение в науках о Земле; 2. Фазовые диаграммы для магматической и метаморфической петрологии; 3. Геохимия микроэлементов и изотопов в магматической и метаморфической петрологии.

Результаты обучения по курсу
1. Применять основные термодинамические соотношения к простым петрологическим задачам.
2. Связывать устойчивость минералогических ассоциаций с температурно-давленческими условиями с помощью фазовых диаграмм.
3. Использовать концепции распределения микроэлементов и изотопной геотермометрии в петрологии.
4. Объяснять принципы основных изотопных систем, обычно применяемых в петрологии.

Содержание курса включает: (1) компоненты осадочных пород; (2) классификации и номенклатуры обломочных и карбонатных пород; (3) выпаренные породы, сланцевая нефть и угольные пласты; (4) диагенетические процессы и их связь с пористостью и проницаемостью. Данный курс обеспечит студентов прочной базой в седиментационной петрологии, в частности по описанию и идентификации осадочных пород, интерпретации этих пород с точки зрения процессов их образования и значимости седиментарной петрологии в поиске нефти.

Результаты обучения по курсу
1. Описывать осадочную породу, используя соответствующую номенклатуру.
2. Выполнять петрографические наблюдения под микроскопом.
3. Выявлять осадочные процессы, приведшие к образованию данной осадочной породы.
4. Обсуждать изменения пористости и минералогические превращения в контексте диагенеза при естественном погружении.

Данный курс познакомит студентов с механикой деформации горных пород, распознаванием и интерпретацией разломов, складок, слоистости, линейности, сдвиговых зон, милонитов и других кинематических индикаторов, а также с региональной структурной геологией. Курс будет сопровождаться лабораторными занятиями, на которых студенты освоят методы структурного анализа и научатся составлять разрезы по геологическим картам.

Результаты обучения по курсу
1. Обсуждать основные аспекты реологии земной коры.
2. Описывать деформационные структуры в ручных образцах и в полевых условиях, используя соответствующую номенклатуру.
3. Обладать трёхмерным представлением геологических структур.
4. Применять знания структурной геологии в полевых условиях, а также при поисках полезных ископаемых.

Экономический анализ представляет собой структурированный подход к пониманию отраслей природных ресурсов. В центре внимания данного курса находятся рыночный механизм и модель спроса и предложения. Студенты изучают как теорию, так и её применение для анализа рынков природных ресурсов. В частности, рассматриваются такие темы, как рыночное равновесие, цены, издержки и государственное регулирование. Студенты применяют экономические модели для понимания влияния делового цикла, экономического роста, новых технологий и климатической политики на рынки ресурсов.

Результаты обучения по курсу
1. Анализировать потребителей, производителей и рынки ресурсов.
2. Оценивать влияние издержек и структуры рынка на цены и прибыль в ресурсной сфере.
3. Оценивать экономические последствия внедрения новых технологий и климатической политики для отраслей природных ресурсов.

Курс по геоинформационным системам (ГИС) для геонаук знакомит с теоретическими и практическими применениями геопространственных и геодезических методов съемки, используемых в геонауках, с акцентом на береговую и морскую нефтегазовую и минерально-сырьевую промышленность. В курсе рассматриваются методы сбора геопространственных данных для геонаук (профессиональные и портативные GPS, тахеометры, нивелирование и сопутствующие геодезические и топографические приборы, а также технологии беспилотных летательных аппаратов). После сбора геодезических данных они обрабатываются с использованием общедоступных и коммерческих геоинформационных программных продуктов: ввод и представление данных с обеспечением должного контроля качества и стандартизированного управления; обработка и хранение геопространственных данных; цифровое картографическое проектирование и картография; аналитика геопространственных данных; интерпретация результатов и создание цифровых карт.

Результаты обучения по курсу
1. Собирать и проверять геопространственные и геодезические данные, применяемые в геонауках.
2. Выполнять полевые измерения, применяемые в геонауках.
3. Разрабатывать цифровые картографические продукты для геонаук.

Данный курс охватывает основы физики, гидрохимии и геохимии, необходимые для гидрогеологических исследований, а также для управления ресурсами подземных вод. В программу входят: закон Дарси, теория течения подземных вод, свойства водоносных горизонтов, движение подземных вод в пористых и трещиноватых водоносных слоях, химический состав подземных вод, загрязнение и применение гидрогеологических знаний в области геотермальной энергетики. 

Результаты обучения по курсу
1. Описывать характеристики подпитки и оттока поверхностных и подземных вод, а также типы водоносных горизонтов с использованием численных моделей. 
2. Обсуждать и решать задачи течения подземных вод с помощью программного обеспечения MODFLOW. 
3. Рассматривать механизмы течения и поведение загрязнителей в системах подземных вод с использованием моделирования взаимодействия подземных и поверхностных вод. 
4. Обеспечивать экологически безопасное поведение путем понимания взаимосвязи между антропогенной деятельностью, безопасностью водных ресурсов и окружающей средой.

Данный курс познакомит с основами трёх основных дисциплин геофизики — гравиметрии, сейсмологии и геомагнетизма. Теоретический материал будет проиллюстрирован примерами применений в геологических науках, в частности при разведке полезных ископаемых и нефти, а также при оценке запасов подземных вод. Будет дано введение в интерпретацию сейсмических профилей и объяснены методы измерений в гравиметрии и геомагнетизме.

Результаты обучения по курсу
1. Связывать геофизические наблюдения со строением Земли или свойствами материалов.
2. Интерпретировать геофизические данные с точки зрения подповерхностной геологии.
3. Применять геофизические методы для разведки полезных ископаемых, нефти и подземных вод.
4. Проводить геофизические измерения в полевых условиях.

Курс по геостатистике для геонаук знакомит с практическим применением базовых и продвинутых статистических методов. Рассматриваются различные методы разведочного анализа, сбор данных, описательный и объяснительный анализ, а также методы контроля качества. Демонстрируются методы геостатистического моделирования. Объясняются многомерные регрессионные анализы. Для более подробной статистической интерпретации рассматриваются различные методы кластеризации. Курс также вводит пространственные и табличные запросы к геостатистическим базам данных. Кроме того, объясняются методы географически взвешенной регрессии для решения разнообразных статистических задач. Описываются различные техники геостатистической визуализации для обеспечения высокого качества научных исследований.

Результаты обучения по курсу
1. Выполнять описательный и объяснительный анализ.
2. Оценивать и интерпретировать результаты геостатистического моделирования.
3. Разрабатывать адекватные геостатистические визуализации.

Данный курс сосредоточен на научной основе управления водными ресурсами и экологической геонауке, обеспечивая комплексное понимание факторов, влияющих на экологические условия на Земле. В программе рассматриваются теоретические основы управления водными ресурсами, водный баланс и качество вод, деградация почв и опустынивание, охрана водно-болотных угодий, доступность воды и влияние климатических изменений на водный дефицит. В рамках курса студенты оценят взаимодействие между окружающей средой и деятельностью человека, особенно в контексте прошлых и настоящих конфликтов, связанных с водными ресурсами в Центральной Азии, и их влияния на окружающую среду. Студенты проведут тематическое исследование на примере местного кейса — «Управление водными ресурсами в бассейне рек Араль-Сырдарья».

Результаты обучения по курсу
1. Оценивать водные ресурсы путем моделирования показателей водного баланса с использованием численных моделей и методов ГИС.
2. Изучать политику и стратегии управления водными ресурсами в условиях их дефицита и экологической устойчивости на основе анализа водных проблем Центральной Азии.
3. Обсуждать экологические, экономические и политические аспекты водных ресурсов на примере кейсов из Центральной Азии.

Курс знакомит с понятием нефтяной системы (источниковые породы, миграция, «ловушки»), физическими свойствами нефти и её химическим составом, включая биомаркеры, методами поисков нефти, архитектурой и характеристикой коллектора, а также критически рассматривает геологические факторы, влияющие на методы добычи. Во второй части курса подробно изучаются нефтеносные бассейны Казахстана.

Результаты обучения по курсу
1. Определять типы осадочных бассейнов и элементы нефтяной системы.
2. Обсуждать геологические процессы, участвующие в формировании, миграции и аккумуляции нефти.
3. Интерпретировать химический состав нефти с точки зрения терморегуляции, водного выщелачивания или бактериальной деградации.
4. Описывать архитектуру коллектора и её роль в «ловушках» и стратегии добычи.
5. Демонстрировать четкое понимание геонаучных инструментов, используемых в поисках и разработке нефти.
6. Ознакомиться с нефтеносными бассейнами Казахстана.

Курс подробно рассмотрит динамику Земли, включая ядро, мантию и кору.

Результаты обучения по курсу 
1. Описывать крупномасштабные геологические процессы в количественных терминах.
2. Обсуждать реологические свойства материалов Земли как функцию температур и давлений, характерных для коры, зон субдукции и мантии.
3. Интерпретировать геофизические, геохимические, минералогические и экспериментальные данные с точки зрения геодинамических процессов.
4. Разрабатывать простые концептуальные модели этих геодинамических процессов.

Курс будет состоять из одной или двух недель полевых работ в Алтайских горах Восточного Казахстана.​ Он предоставит студентам возможность применить на практике знания, полученные по петрологии магматических и метаморфических пород, структурной геологии и географическим информационным системам.​ Студенты научатся идентифицировать магматические тела и метаморфические породы в полевых условиях, описывать их взаимоотношения с окружающими породами, выполнять структурные измерения и составлять геологическую полевую карту.

Результаты обучения по курсу
1. Определять магматические тела и метаморфические породы в полевых условиях.
2. Выполнять минералогические и текстурные наблюдения, а также структурные измерения в полевых условиях.
3. Сопоставлять петрологические наблюдения и структурные измерения с геодинамической эволюцией региона.

Исследовательский проект I представляет собой независимый исследовательский проект по обзору литературы, который выполняется в последнем году обучения и посвящен темам, связанным с исследовательским проектом II следующего семестра. Проект предоставляет студентам возможность проводить исследовательскую работу и применять, а также интегрировать ранее приобретённые знания, навыки и методы из различных дисциплин для выполнения самостоятельного исследования в области их интересов под руководством одного члена ППС и двух дополнительных экспертов, которые могут также выступать в роли со-руководителей или консультантов.

Результаты обучения по курсу
1. Демонстрировать научные навыки наблюдения и письма.
2. Развивать навыки научного письма, включая составление планов и предложений исследований.
3. Планировать и разрабатывать стратегию научно-исследовательских работ.
4. Интегрировать различные данные в геологическом (геопространственном и временном) контексте.

Исследовательский проект II представляет собой независимый исследовательский проект последнего года обучения, который следует за успешным завершением проекта по обзору литературы (GEOL 404) предыдущего семестра. Проект предоставляет студентам возможность проводить исследовательскую работу и применять, а также интегрировать ранее приобретённые знания, навыки и методы из различных дисциплин для выполнения самостоятельного исследования в области их интересов под руководством одного члена ППС и двух дополнительных экспертов, которые могут также выступать в роли со-руководителей или консультантов.

Результаты обучения по курсу
1. Демонстрировать навыки научных наблюдений, критического мышления и анализа.
2. Развивать навыки научного письма, включая составление отчёта о исследовании, подготовку устного доклада и защиту.
3. Ознакомиться с инструментами и стратегиями научной коммуникации (процесс публикации).
4. Интегрировать различные данные в геологическом (геопространственном и временном) контексте.

Курс познакомит студентов с принципами геологических и геофизических методов, применяемых при поисках минеральных, углеводородных и водных ресурсов.

Результаты обучения по курсу
1. Связывать каждый метод геофизических поисков с физическими свойствами минералов и пород.
2. Оценивать, какие методы поисков следует использовать на каждом этапе поисковых работ при разведке минеральных, углеводородных или водных ресурсов.
3. Разрабатывать простую стратегию поисков углеводородов или минеральных ресурсов.
4. Интерпретировать и оценивать геофизические данные с точки зрения подземной геологии.

Курс обеспечит студентов фундаментальными знаниями в области седиментологии, в частности в отношении формирования и эволюции карбонатных осадочных пород; переноса и накопления осадков в глубоководных условиях в контексте стратиграфии последовательностей и фациальных моделей; механической стратиграфии и её влияния на фильтрацию флюидов; а также применения данных обнажений для характеристики и моделирования подповерхностных коллекторов.

Результаты обучения по курсу
1. Обсуждать условия образования карбонатных отложений.
2. Определять различные карбонатные фации и их пространственные взаимосвязи.
3. Описывать осадочные структуры в кернах и выходах пород и используйте их для интерпретации осадочных процессов и условий формирования осадков.
4. Различать ранние осадочные трещины и тектонические трещины.
5. Обсуждать геологические факторы, влияющие на поиск и разработку нефтяных коллекторов.

Курс охватит фундаментальные аспекты физической химии, относящиеся к рассеиванию тяжелых металлов, миграции радионуклидов и загрязнению от разливов нефти.​ Процессы адсорбции, комплексообразования, растворимости и сопреципитации будут термодинамически охарактеризованы с помощью геохимического программного обеспечения.​ Будет проведен всесторонний обзор загрязнителей окружающей среды в атмосфере, океане и континентальных районах; рассмотрены методы рекультивации, а также студентами будет исследован локальный местный пример из практики.

Результаты обучения по курсу
1. Обсуждать природу и источники загрязнителей окружающей среды.
2. Интерпретировать водные геохимические и минералогические данные с точки зрения их экологического значения, используя обоснованные термодинамические и кинетические рассуждения.
3. Экспертно моделировать поведение загрязнителей с помощью геохимического программного обеспечения.
4. Предлагать методы рекультивации загрязненных участков.

В этом курсе цифровой фотографии студенты научатся понимать, какие существуют типы камер и объективов, правильно работать с камерой, включая смартфон, понимать и полностью использовать различные настройки камеры (ISO, выдержка, диафрагма и т.д.). Они освоят работу с естественным и искусственным освещением, узнают о цветах, композиции, получении снимков высокого качества, в частности: изображения минералов, ископаемых, пород с макрообъективом, под микроскопом, а также на открытом воздухе в карьерах или горах. Студенты научатся обрабатывать изображения в Adobe Lightroom (Adobe Photoshop, Illustrator, InDesign), корректировать качество изображений и, например, склеивать снимки для создания панорам, ознакомятся с различными цветовыми моделями (RGB, CMYK и т.д.), форматами файлов (GIF, JPEG, TIFF, RAW и т.д.), потерями качества (например, разрешением или изменением цвета) при копировании изображений и вставке в текстовые процессоры, сохранении в PDF, печати на цветном принтере или презентации с помощью проектора. Студенты также изучат вопросы плагиата и авторских прав в фотографии, тегирование и организацию изображений в личных или публичных базах данных, а также подготовку фотографий для презентаций и публикаций.

Результаты обучения по курсу
1. Предлагать концептуальную схему цифровой адаптации в соответствии с областью геонаук (C5).
2. Выполнять цифровую обработку изображений с использованием современных технологий в геонауках (P4).
3. Адаптировать цифровую фотографию и анализ изображений к задачам геонаук (P6).
4. Представлять свои новые высококачественные геонаучные фотографии с объяснениями для аудитории (C6).

Экономический анализ представляет собой структурированный подход к пониманию отраслей природных ресурсов. Основное внимание в курсе уделяется рыночному механизму и модели спроса и предложения. Студенты изучают как теорию, так и её применение для анализа рынков природных ресурсов. В частности, рассматриваются такие темы, как рыночное равновесие, цены, издержки и государственное регулирование. Студенты применяют экономические модели для понимания того, как рынки ресурсов подвержены влиянию экономического цикла, экономического роста, новых технологий и климатической политики.

Результаты обучения по курсу
1. Оценивать проект с использованием модели дисконтированных денежных потоков.
2. Анализировать альтернативы до налогообложения и после налогообложения.
3. Оценивать проекты с учетом инфляции, валютных курсов и неопределенности.