Программа докторантуры в области наук о земле

Курс будет способствовать освоению принципов планирования и организации научных исследований, а также развитию у докторанта навыков чтения, интерпретации, написания и представления научных и технических идей профессиональному сообществу. Кроме того, курс охватывает теоретические основы и примеры применения различных исследовательских методов, а также соответствующие им этические принципы.

По окончании курса студенты смогут:

1. Определять ключевые аспекты добросовестного ведения научных исследований.
2. Осознавать роль профессиональной этики, научной добропорядочности, ответственности и подотчетности.
3. Оценивать профиль исследования.
4. Демонстрировать навыки эффективной научной коммуникации.
5. Осуществлять наставничество и научное сотрудничество на основе принципов добропорядочности.

Курс посвящен методам статистического и аналитического анализа данных, применяемым в наземной и морской нефтегазовой отрасли, а также в горнодобывающей промышленности, а также развитию практических навыков и теоретических знаний о том, как собирать, анализировать, интерпретировать и представлять различные типы данных и результаты исследований. В рамках курса будут рассматриваться и применяться различные типы данных, чтобы охватить широкий спектр научных интересов докторантов. Помимо стандартных статистических методов, в курсе будут представлены элементы пространственной статистики. В рамках обучения предусмотрено развитие навыков научно-исследовательской деятельности и подготовки публикаций. Курс ориентирован на научные интересы докторантов, чтобы они могли практически применять полученные знания и представить результаты исследований в итоговых проектах. Кроме того, будут продвигаться междисциплинарные принципы, позволяющие учитывать и интегрировать в статистический анализ аспекты из различных дисциплин, связанных с нефтегазовой отраслью и добычей полезных ископаемых.

По окончании курса студенты смогут:

1. проводить исследовательский и описательный анализ статистических данных;
2. анализировать статистические зависимости с использованием регрессионных методов;
3. количественно сравнивать различия и визуализировать статистические данные.

В рамках курса будут рассмотрены основы и применение в науках о Земле различных аналитических методов, применяемых для изучения минералов, горных пород и геологических флюидов (включая природные воды, газы и нефтяные флюиды):

• электронная микроскопия (SEM, TEM);
• электронный микроанализ;
• рентгеновская дифракция и рентгенофлуоресцентный анализ;
• ICP-MS и ICP-AES;
• ионная хроматография и газово-хроматографическая масс-спектрометрия;
• пиролиз Rock-Eval;
• анализ флюидных включений

По окончании курса студенты смогут:

1. Объяснять физико-химические принципы, лежащие в основе различных аналитических методов.
2. Сравнивать возможности и ограничения каждого аналитического метода.
3. Разрабатывать аналитические схемы, включая стратегию отбора проб, методы разделения и консервации; Применять протоколы контроля качества (контрольные диаграммы, коррекция дрейфа нуля) и количественно оценивать неопределенность и распространение погрешности.
4. Безопасно и эффективно работать с основными приборами.

Курс «Диссертационная работа» обеспечивает требование непрерывной регистрации и направлен на поддержку самостоятельного ведения исследования. В начале семестра студент совместно с руководителем программы или научным руководителем формирует план исследования, где определяются цели, подлежащие достижению в течение семестра. По завершении семестра студент представляет отчет о ходе исследования, который оценивается (IPS/IPU) консультантом или научным руководителем (если назначен). Оценка «в процессе» (in-progress) вносится в транскрипт студента и сохраняется в нем; зачетные кредиты присваиваются после успешного выполнения требований по диссертации. Отчеты и комментарии руководителя программы /научного руководителя хранятся в архиве школы как постоянная документация о ходе исследований.

По окончании курса студенты смогут:

1. Определять и развивать уникальную исследовательскую тему с целью создания новых знаний;
2. разрабатывать и проводить оригинальный исследовательский проект;
3. осваивать академическое письмо, соответствующее требованиям дисциплины, и участвовать в процессе научного рецензирования;
4. обсуждать вопросы исследования и сопутствующие темы с учеными в соответствующей области.

Этот курс предоставит докторантам передовые знания о геологии и природных ресурсах Центральной Азии, а также о новых исследовательских перспективах. Курс состоит из серии модулей, проводимых всеми инструкторами геонаук и охватывает темы, связанные с их текущими исследованиями в регионе. Такой формат позволяет студентам заранее познакомиться с потенциальными научными руководителями и направлениями исследований. Среди тем курса: геодинамическая эволюция и тектоника плит; эволюция осадочных бассейнов и их ресурсный потенциал; структурный и стратиграфический контроль месторождений нефти и полезных ископаемых; геология офиолитовых поясов Центральной Азии и связанных с ними рудных месторождений; геология и распределение месторождений редкоземельных металлов и лития в Казахстане; формирование и распространение скарновых месторождений в Казахстане; субдукционные порфировые месторождения в металлогенных поясах Центральной Азии (МПЦА); фельзический магматизм и связанная минерализация в орогенном поясе Центральной Азии (ОПЦА); природный водородный потенциал; геология и разведка месторождений золота; редкоземельные элементы в нетрадиционных месторождениях (например, в угле); геопространственные и космические технологии наблюдения за Землей для нефтяной и горнодобывающей отраслей; системы водных ресурсов и изменения окружающей среды в Центральной Азии, включая методы ГИС и дистанционного зондирования; нефтяные и геотермальные системы; осадочные минеральные системы (уран, медь, литиевые рассолы).

По окончании курса студенты смогут:

1. принимать активное участие в научных обсуждениях, выходящих за рамки темы диссертационного исследования;
2. применять междисциплинарные навыки в новых контекстах;
3. объяснять взаимосвязь геологических процессов и формирование/распространение природных ресурсов

Этот курс ориентирован на исследование, основанное на постановке вопросов и проверке гипотез, а также их практическом применении. В зависимости от научных интересов слушателей тематика задач может варьироваться от прикладных (например, разработка месторождений, фундаменты и нефтегазовые месторождения, геотермальная энергия) до академических/научных задач. Студенты будут разделены на группы со схожими интересами. В первой части курса предполагается анализ существующей литературы, картографических материалов и данных, а также подготовка краткого исследовательского предложения, включающего гипотезу и план выполнения работ на оставшуюся часть курса. Вторая часть курса сочетает определение исследовательской проблемы, обзор соответствующей литературы, полевые исследования и (или) обработку и анализ данных, а также концептуально-структурное моделирование. В заключительной части курса студенты готовят письменные работы по структурной геологии в соответствии с выбранной методикой. Это включает проведение структурного анализа с использованием карт и соответствующих геологических разрезов, описание пород, обоснование эволюции структурного развития изучаемой области/объекта и интерпретацию результатов в контексте сформулированных гипотез.

По окончании курса студенты смогут:

1. Собирать структурные данные из различных источников и оценивать их достоверность и ограничения.
2. Анализировать и интегрировать структурные данные в тектонический контекст и поле напряжений, а также учитывать данные из смежных дисциплин петрологии, геофизики и др.
3. Создавать релевантные трех- и четырехмерные концептуальные модели структур.

Этот курс поможет докторантам глубже ознакомиться с
научной литературой по выбранному направлению и теме диссертационного исследования. Каждый докторант будет изучать и анализировать ключевые научные результаты в данной области, применяемые методологии и существующие пробелы в литературе. Курс также поможет подготовить исследовательское предложение. Каждый студент будет работать под научным руководством опытного члена ППС в своей исследовательской области. По завершении курса студент должен представить отчет научному руководителю.

По окончании курса студенты смогут:
1) осуществлять оценку и критический анализ существующих научных источников и материалов в своей области;
2) составлять связный обзор литературы, структурированный по темам и соответствующим подтемам;
3) формулировать четкий и сфокусированный исследовательский вопрос;
4) представлять обоснованный и логически выстроенный выбор конкретной методологии и комбинации методов.

Основные лекции сочетаются с дискуссиями, аудиторными заданиями, тематическими исследованиями и полевыми наблюдениями в рамках серии семинаров по седиментологии, секвентной стратиграфии и системам осадконакопления. Курс включает введение в актуальные научные направления и обсуждение фундаментальных принципов. Конкретные темы ежегодно обновляются с учетом последних научных достижений и интересов участников. Среди рассматриваемых вопросов – тектоностратиграфия, изменения уровня моря, количественная и процессуальная седиментология. В течение курса особое внимание уделяется практическому применению седиментологии, последовательной стратиграфии и систем осадконакопления в задачах разведки и коммерческого освоения. Семинары основаны на чтении и обсуждении научных публикаций, материалах полевых выездов (современные среды и обнажения) и основных занятиях. По итогам курса требуются написание эссе и презентации.

По окончании курса студенты смогут:

1. самостоятельно интерпретировать процессы осадкообразования, приводящие к формированию интервалов, наблюдаемых в керне и (или) обнажениях, а также определять их достоверные современные аналоги;
2. проводить самостоятельные научные наблюдения и формулировать несколько альтернативных гипотез;
3. разрабатывать, проводить и (или) руководить седиментологическим исследованием, основанным на данных по подземным пластам, обнажениям и (или) современным седиментационным обстановкам;
4. составлять краткие критические научные обзоры, связанные с осадочными системами.

В рамках курса будут представлены современные исследования в области петрологии, с особым акцентом на роли петрологических процессов в формировании месторождений полезных ископаемых. Для изучения процессов формирования и эволюции земной коры будут широко использоваться анализ микроструктур горных пород (петрография), геохимия минералов и целых пород (включая микроэлементы), геохимия стабильных и радиогенных изотопов, а также исследования флюидных включений.

По окончании курса студенты смогут:

1. Интерпретировать данные по химическому составу, изотопному составу и флюидным включениям с целью реконструкции петрогенетической истории магматических и метаморфических пород;
2. Отбирать и применять соответствующие методологии для исследования петрогенетических процессов;
3. Интегрировать основные положения петрологии в исследовательские проекты, включая изучение рудных месторождений.

Этот курс познакомит студентов с различными аспектами численного моделирования, широко применяемого для трехмерного представления геологических объектов и количественной оценки геологических процессов, включая геодинамику, тектонику, движение флюидов и их взаимодействие с горными породами земной коры, а также взаимосвязь углеродного цикла и климата. Математические основы таких моделей будут представлены кратко, а практические приложения максимально ориентированы на исследовательские интересы студентов.

По окончании курса студенты смогут:

1. Интегрировать численную модель (ее компонент) в свой исследовательский проект;
2. Критически анализировать результаты моделирования, исходя из понимания принципов работы модели;
3. Предлагать количественную интерпретацию полевых или лабораторных данных, эффективно используя численное моделирование.

Двухнедельный полевой курс, посвященный наблюдениям, интерпретации и решению геологических задач в натурных условиях. Основной акцент делается на сочетании традиционных и современных методов полевых геологических исследований для составления детальной геологической карты коренных пород и комплекса геологических разрезов, отражающих стратиграфические и структурные особенности и их пространственные взаимосвязи. Эта документация станет основой для интерпретации геологической эволюции изучаемой территории. Районы работ будут выбраны на основе тщательного анализа научной литературы, с целью определения и изучения геологических обнажений, имеющих потенциальную научную и/или экономическую значимость. Впоследствии может быть рассмотрена площадка-аналог для существующих или перспективных подземных проектов. В крупном масштабе курс направлен на установление взаимосвязи между формированием пород и тектонической обстановкой. В более детальном масштабе на характеристику среды осадконакопления, архитектуры (геометрии) и свойств горных пород в осадочных толщах либо минерализованных зонах твердых пород. Студенты также ознакомятся с передовыми методами и рабочими процессами для изучения современных седиментологических процессов и их роли в экологических науках о Земле, а также их применимости как аналогов для исследований подземных условий. Курс проводится в сложных полевых условиях и при переменной погоде, и участники должны быть к этому готовы.
Передовые методы включают: i) получение наземных изображений; ii) интерпретацию спутниковых снимков; iii) использование портативных XRF-анализаторов и спектрометров; iv) применение мобильного бурового оборудования; v) принципы портативных GPS-измерений.
В течение семестра студенты должны подготовить: геологические карты, разрезы, концептуальные схемы, поработать с трехмерными моделями и представить итоговый комплексный отчет. Студентам также будет рекомендовано оформить свое тематическое исследование в формате, пригодном для публикации в международном научном журнале.

По окончании курса студенты смогут:

1. создавать продвинутые цифровые геологические карты, разрезы, диаграммы, а также трехмерные модели и анимации
2. демонстрировать способность эффективно применять исследования обнажений и (или) современные полевые аналоги для решения задач, связанных с подземными условиями (недрами)
3. самостоятельно использовать различные полевые и картографические инструменты и методы для составления детальных геологических карт, разрезов и описаний обнажений
4. интерпретировать геологическую историю территории во временном и пространственном контексте и отображать ее с помощью серии палеогеографических карт и (или) 3D-диаграмм; готовить развернутый научный полевой отчет и (или) исследовательскую работу по результатам полевых исследований.

В рамках курса будут рассмотрены основы и применение в науках о Земле различных аналитических методов, применяемых для изучения минералов, горных пород и геологических флюидов (включая природные воды, газы и нефтяные флюиды):

• электронная микроскопия (SEM, TEM);
• электронный микроанализ;
• рентгеновская дифракция и рентгенофлуоресцентный анализ;
• ICP-MS и ICP-AES;
• ионная хроматография и газово-хроматографическая масс-спектрометрия;
• пиролиз Rock-Eval;
• анализ флюидных включений

Курс «Диссертационная работа» обеспечивает требование непрерывной регистрации и направлен на поддержку самостоятельного ведения исследования. В начале семестра студент совместно с руководителем программы или научным руководителем формирует план исследования, где определяются цели, подлежащие достижению в течение семестра. По завершении семестра студент представляет отчет о ходе исследования, который оценивается (IPS/IPU) консультантом или научным руководителем (если назначен). Оценка «в процессе» (in-progress) вносится в транскрипт студента и сохраняется в нем; зачетные кредиты присваиваются после успешного выполнения требований по диссертации. Отчеты и комментарии руководителя программы /научного руководителя хранятся в архиве школы как постоянная документация о ходе исследований.

По окончании курса студенты смогут:

1. Определять и развивать уникальную исследовательскую тему с целью создания новых знаний;
2. разрабатывать и проводить оригинальный исследовательский проект;
3. осваивать академическое письмо, соответствующее требованиям дисциплины, и участвовать в процессе научного рецензирования;
4. обсуждать вопросы исследования и сопутствующие темы с учеными в соответствующей области.