Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Địa chất cơ sở (Mã môn học: KKT19MH31) là tài liệu đào tạo nội bộ do Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam) ban hành kèm theo Quyết định số 193/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 tại Bà Rịa – Vũng Tàu. Tài liệu do ThS. Phạm Thị Nụ làm chủ biên cùng tác giả Hoàng Trọng Quang tham gia biên soạn, thực hiện theo khung chương trình đào tạo của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội.

Trong chương trình đào tạo nghề Khoan Khai thác Dầu khí và nghề Vận hành Thiết bị Khai thác Dầu khí (hệ Cao đẳng và Trung cấp), môn học thuộc khối môn học, mô đun kỹ thuật cơ sở (Nhóm II.12), có thời lượng 3 tín chỉ (tương đương 75 giờ đào tạo, gồm 14 giờ lý thuyết, 58 giờ thực hành/thảo luận và 3 giờ kiểm tra). Môn học được bố trí giảng dạy trước các mô đun chuyên môn ngành như Cơ sở khoan (KKT19MH33), Thí nghiệm dung dịch khoan (KKT19MĐ37) và Vận hành hệ thống chuỗi cần khoan và dụng cụ phá hủy đất đá (KKT19MĐ42).

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định rõ qua các chuẩn đầu ra:

  • Kiến thức (A1–A4): Trình bày các khái niệm cơ bản về địa chất học, cấu tạo bên trong và bên ngoài của Trái Đất, các quá trình và tác dụng địa chất ngoại sinh cũng như nội sinh.
  • Kỹ năng (B1–B3): Nhận diện các loại khoáng vật và ba nhóm đá chính; xác định các biểu hiện của quá trình địa chất ngoại sinh và nội sinh trong thực tế.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1–C2): Rèn luyện phương pháp làm việc khoa học, tính kiên nhẫn, khả năng phối hợp nhóm và tính cẩn trọng trong công tác kỹ thuật.

Giáo trình tiếp cận kiến thức theo trình tự từ đại cương phương pháp luận, cấu trúc vật lý – hóa học của Trái Đất đến cơ chế động lực học ngoại lực và nội lực, sử dụng hệ thống hình ảnh minh họa kỹ thuật và các liên hệ thực địa tại khu vực Bà Rịa – Vũng Tàu.


Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được phân bố thành 4 chương chuyên đề:

  • Chương 1: Đại cương về môn học (3 giờ lý thuyết): Phân tích nguồn gốc thuật ngữ Địa chất học (Geology từ gốc Hy Lạp Geologes), đối tượng nghiên cứu (thành phần vật chất, cấu trúc, nguồn gốc và sự tiến hóa của phần cứng vỏ Trái Đất) và nhiệm vụ chuyên môn. Xác định 7 hướng nghiên cứu cơ bản: Thạch học - khoáng vật, Địa sử - Địa tầng, Địa kiến tạo - Địa mạo, Địa chất dầu khí - thăm dò khoáng sản, Địa chất thủy văn, Địa chất công trình và Địa chất môi trường - Địa chấn. Giới thiệu các phương pháp nghiên cứu địa chất ngoài thực địa (khảo sát vết lộ, đo vẽ bản đồ cấu trúc/địa tầng, công nghệ viễn thám), nghiên cứu trong phòng thí nghiệm (kính hiển vi phân cực, phân tích lát mỏng thạch học, lưới chiếu nổi, mô hình hóa 3D) và phương pháp hiện tại luận ("Hiện tại là chìa khóa của quá khứ").
  • Chương 2: Những vấn đề khái quát về Trái Đất (22 giờ: 3 lý thuyết, 18 thực hành, 1 kiểm tra): Nguồn gốc thiên thể; hình thái và kích thước Trái Đất theo số liệu Hội nghị Trắc địa Quốc tế Grenoble 1975 (bán kính xích đạo 6.378,14 km, bán kính cực 6.356,779 km, dạng quả lê với cực Bắc nhô 10 m và cực Nam lõm 30 m, tỉ trọng trung bình 5,52 g/cm³); đặc điểm các quyển ngoài (Khí quyển, Thủy quyển, Sinh quyển, Vỏ phong hóa); cấu trúc phân lớp bên trong gồm Nhân (nhân trong rắn, nhân ngoài lỏng cấu tạo từ Ni-Fe, ranh giới Gutenberg ở độ sâu 2.883 km), Manti (gồm Quyển giữa/Mesosphere và Quyển mềm/Asthenosphere cấu tạo từ Si-Mg) và Thạch quyển (Lithosphere, gồm vỏ lục địa/vỏ đại dương và phần trên manti, ranh giới Mohorovicic). Phân loại 3 nhóm đá (magma, trầm tích, biến chất), chu trình thạch học và các phương pháp xác định tuổi tương đối, tuổi tuyệt đối (đồng vị phóng xạ xác định tuổi Trái Đất 4,54 tỷ năm).
  • Chương 3: Tác dụng địa chất ngoại lực (25 giờ: 4 lý thuyết, 20 thực hành, 1 kiểm tra): Cơ chế phong hóa vật lý (phong hóa nhiệt, phong hóa cơ học do đóng băng/muối kết tinh) và phong hóa hóa học (oxy hóa, thủy hóa, hòa tan/karst hóa, thủy phân); 4 giai đoạn phát triển vỏ phong hóa (vỡ vụn, sialit vôi/kiềm hình thành montmorillonit, sialit acid hình thành kaolinit, alit hình thành bauxit/đá ong); tác dụng địa chất của gió (thổi mòn, mài mòn mạnh ở độ cao 1,5–2 m, bồi tụ cồn cát); tác dụng xâm thực của nước tràn, nước lũ (lũ tích/proluvi), dòng tạm thời (nón phóng vật/proluvial fan), sông ngòi (xâm thực dọc, xâm thực ngang, trắc diện cân bằng, hiện tượng cướp dòng, hình thành thềm sông, bãi bồi); tác dụng của nước dưới đất, biển, đại dương, hồ và đầm lầy.
  • Chương 4: Tác dụng địa chất nội lực (25 giờ: 4 lý thuyết, 20 thực hành, 1 kiểm tra): Các chuyển động kiến tạo (thăng trầm, uốn nếp, đứt gãy, hình thành địa hào và địa lũy); hoạt động magma phun trào núi lửa (phân bố tại Vành đai lửa Thái Bình Dương) và magma xâm nhập; các nhân tố và phương thức biến chất đá.
                    [CHU TRÌNH THẠCH HỌC VÀ ĐỘNG LỰC ĐỊA CHẤT]
                                      

Kiến thức nền tảng được xây dựng

  • Lý thuyết nền tảng: Cung cấp hệ thống lý thuyết về cấu tạo thạch quyển, cân bằng nhiệt – áp suất trong lòng đất, trường trọng lực, địa từ trường (độ từ thiên, độ từ khuynh) và nguyên lý gradient địa nhiệt.
  • Nguyên lý cốt lõi: Nguyên lý tuần hoàn vật chất thông qua chu trình thạch học khép kín; nguyên lý hiện tại luận ("lấy mới suy cũ") trong phân tích biến cố địa chất lịch sử; tiêu chuẩn xác định thể địa chất độc lập theo Rosenbusch.
  • Khung phân loại kỹ thuật: Khung phân loại 3 nhóm đá; thang phân chia mức độ thấm nước của đất đá (Bảng 3); cấu trúc địa hình đáy đại dương từ thềm lục địa, sườn lục địa, chân lục địa đến rãnh sâu và sống núi giữa đại dương (chiều dài 65.000 km, dải rift sâu 1–2 km).

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật: Nhận dạng mẫu khoáng vật và đất đá qua quan sát hình thái; đọc và đối sánh mặt cắt địa tầng; phân tích lát mỏng thạch học; sử dụng lưới chiếu nổi để xác định trục nếp uốn và quan hệ đứt gãy.
  • Kỹ năng phân tích: Đánh giá các biến dạng cơ học, hiện tượng nứt nẻ, tính thấm và hiện tượng karst ngầm phục vụ khảo sát địa tầng giếng khoan; phân tích động thái xói mòn và dịch chuyển trầm tích do dòng chảy và gió.
  • Năng lực ứng dụng nghề nghiệp: Thu thập, mô tả mẫu lõi khoan; xác định tuổi tương đối của các tầng đá; áp dụng bản đồ địa chất và ảnh viễn thám vào quy trình định vị và thi công công trình dầu khí.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình thiết lập phương pháp đào tạo tích cực với cấu trúc phân bổ chi tiết giữa lý thuyết và thực hành (14 giờ lý thuyết, 58 giờ thực hành/thảo luận trên tổng số 75 giờ đào tạo):

  • Tiếp cận sư phạm: Giảng viên áp dụng phương pháp thuyết trình ngắn, giảng dạy nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu chuyên ngành và tổ chức thảo luận nhóm. Người học được chia thành các nhóm nhỏ từ 8–10 học viên, nhận chủ đề trước buổi học để phân công thu thập thông tin và lập báo cáo.
  • Thực hành và nghiên cứu thực địa: Thực hiện các bài tập phân tích tình huống địa chất; tổ chức quan sát, đo vẽ vết lộ địa chất thực tế tại địa bàn tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu (khu vực Núi Lớn, Núi Nhỏ, đường Hạ Long, khu vực tượng Chúa dang tay).
  • Quy trình kiểm tra và đánh giá: Tuân thủ Quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội:
    • Điểm đánh giá thường xuyên (Hệ số 1, chiếm 40% trọng số môn học): Gồm 1 bài kiểm tra vấn đáp sau 3 giờ học đầu tiên (đánh giá chuẩn A1, C1, C2).
    • Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2, tính trong 40% điểm quá trình): Gồm 3 đợt kiểm tra theo hình thức viết tự luận, trắc nghiệm hoặc báo cáo tại các thời điểm sau 25 giờ (A2, B1, C1, C2), sau 50 giờ (A3, B2, C1, C2) và sau 75 giờ (A4, B3, C1, C2).
    • Điểm thi kết thúc môn học (Chiếm 60% tổng điểm môn học): Thi viết kết hợp tự luận và trắc nghiệm sau 75 giờ đào tạo, đánh giá toàn diện các chuẩn đầu ra A1–A4, B1–B3 và C1–C2. Điểm chấm theo thang điểm 10, quy đổi sang thang điểm chữ và thang điểm 4 theo quy định đào tạo tín chỉ.
  • Yêu cầu đối với người học: Nghiên cứu bài trước khi đến lớp; tham dự tối thiểu 70% thời lượng các buổi giảng lý thuyết (trường hợp vắng trên 30% số tiết lý thuyết bắt buộc phải học lại môn học mới đủ điều kiện dự thi).

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Cập nhật dữ liệu khoa học quốc tế: Giáo trình tích hợp các thông số đo đạc từ Hội nghị Trắc địa Quốc tế lần thứ 16 (Grenoble, 1975), mô hình cấu trúc dạng quả lê của Trái Đất thu nhận từ vệ tinh nhân tạo, và số liệu định tuổi đồng vị phóng xạ (tuổi Trái Đất đạt 4,54 tỷ năm ± 1%).
  • Tích hợp công nghệ phân tích địa chất hiện đại: Kết hợp phương pháp thực địa truyền thống (tài liệu đo vẽ của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ - USGS năm 1950) với các kỹ thuật phân tích hiện đại như ảnh viễn thám lập thể, radar xuyên đất, sóng địa chấn phân giải cao, hiển vi điện tử và phần mềm bản đồ chuyên dụng (MapInfo, GIS).
  • Gắn kết trực tiếp với chuyên ngành Khoan Khai thác Dầu khí: Kiến thức về thạch học, cấu trúc thạch quyển, tính thấm của đá (Bảng 3), cơ chế nứt nẻ và các biến dạng kiến tạo đứt gãy được biên soạn có định hướng làm cơ sở kỹ thuật cho các mô đun chuyên sâu: Hệ thống tuần hoàn dung dịch, Vận hành hệ thống chuỗi cần khoan và dụng cụ phá hủy đất đá, Hệ thống chống ống và trám xi măng, Hệ thống kiểm soát giếng khoan.
  • Hệ thống hóa trực quan: Toàn bộ giáo trình bố trí 27 hình vẽ sơ đồ kỹ thuật (sơ đồ cấu tạo bên trong Trái Đất, mặt cắt đại dương, chu trình thạch học, nón phóng vật, cấu tạo nếp uốn - đứt gãy, Vành đai lửa Thái Bình Dương) hỗ trợ giải thích rõ ràng các khái niệm trừu tượng.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Đối tượng đào tạo chính: Học viên và sinh viên hệ Trung cấp nghề, Cao đẳng nghề thuộc nghề Khoan Khai thác Dầu khí và nghề Vận hành Thiết bị Khai thác Dầu khí tại Trường Cao đẳng Dầu khí.
  • Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành khối kiến thức văn hóa phổ thông và các môn học đại cương trong chương trình gồm Tin học (MHCB19MH09), Tiếng Anh (TA19MH01), đồng thời nắm vững kiến thức cơ sở về Vật lý và Hóa học đại cương.
  • Cán bộ giảng dạy: Giảng viên chuyên ngành kỹ thuật dầu khí sử dụng giáo trình làm tài liệu chuẩn để xây dựng đề cương chi tiết, giáo án lý thuyết, bài tập tình huống thực địa và ngân hàng câu hỏi đánh giá theo chuẩn đầu ra.
  • Tự học và tham khảo kỹ thuật: Kỹ thuật viên, công nhân kỹ thuật tại các giàn khoan, xí nghiệp khai thác dầu khí và người học tự do có nhu cầu bổ sung kiến thức nền tảng về địa chất đại cương và cơ học đất đá.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này được thiết kế phục vụ cho đối tượng nào?
Tài liệu được biên soạn phục vụ trực tiếp cho học viên hệ Trung cấp và Cao đẳng thuộc nghề Khoan Khai thác Dầu khí, nghề Vận hành Thiết bị Khai thác Dầu khí, cùng đội ngũ giảng viên chuyên môn kỹ thuật mỏ.

2. Người học cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi tiếp cận môn học?
Người học cần nắm vững kiến thức khoa học tự nhiên cơ bản (Vật lý, Hóa học), hoàn thành các học phần chung như Tin học (MHCB19MH09) và Tiếng Anh (TA19MH01).

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các tài liệu địa chất đại cương thông thường?
Giáo trình tinh giản lý thuyết hàn lâm, tập trung phân tích các đặc tính vật lý của vỏ Trái Đất, cơ chế phân lớp đá, tính thấm nước và hiện tượng biến dạng cấu trúc liên quan trực tiếp đến quy trình thi công giếng khoan và vận hành thiết bị khai thác dầu khí.

4. Quy định về điều kiện tự học và dự thi kết thúc môn học như thế nào?
Người học phải nghiên cứu trước bài học, tham gia thảo luận nhóm (8–10 người) và tham dự tối thiểu 70% số tiết lý thuyết trên lớp. Trường hợp vắng quá 30% thời lượng lý thuyết, học viên phải học lại môn học mới được tham dự kỳ thi.

5. Giáo trình sử dụng và trích dẫn các tài liệu tham khảo chính nào?
Giáo trình trích dẫn và xây dựng trên các nguồn tài liệu học thuật trong nước gồm: cuốn Địa chất cơ sở của tác giả Huỳnh Thị Minh Hằng và cuốn Địa chất đại cương của tác giả Trần Anh Châu (Nhà xuất bản Giáo dục, 1984), kết hợp tài liệu đo vẽ và phương pháp khảo sát của USGS.


Kết luận

Giáo trình Địa chất cơ sở (KKT19MH31) do Trường Cao đẳng Dầu khí ban hành cung cấp hệ thống kiến thức chuẩn xác về cấu trúc vỏ Trái Đất, chu trình thạch học và các tác dụng địa chất nội - ngoại sinh.

Hoàn thành chương trình 75 giờ của môn học là điều kiện tiên quyết để học viên tiếp tục hoàn thành các mô đun kỹ thuật then chốt như Cơ sở khoan, Dung dịch khoan, Chuỗi cần khoan và dụng cụ phá hủy đất đá, Kiểm soát giếng khoan.

Để tối ưu hóa quá trình tiếp thu, người học cần kết hợp nghiên cứu giáo trình với việc khai thác tài liệu tham khảo của tác giả Huỳnh Thị Minh Hằng, Trần Anh Châu và thực hiện các bài tập khảo sát thực địa theo hướng dẫn của giảng viên.