一种矿产资源基地的碳排放和碳储量估算方法及系统

1.本发明涉及矿产资源基地碳排放和碳储量估算技术领域，特别是涉及一种矿产资源基地的碳排放和碳储量估算方法及系统。


背景技术：

2.随着国家发展，各种金属资源的需求量日益增长，我国大宗金属矿产对外依存程度长期居高不下，为解决我国矿产资源的自我供给能力，在高原地区内推进矿产资源基地的开发迫在眉睫。二氧化碳的排放与吸收问题开始被各行业所重视，特别是能源系统作为最大的碳排放来源，在进行矿产开发时，更应该重视对碳排放量和碳储量的估算。
3.目前，国际上针对矿产开发的二氧化碳排放量的研究，主要通过研究所占用土地范围内土壤、植被的呼吸作用所吸收的二氧化碳量，企业生产过程中消耗的能源间接碳排放量等。对于二氧化碳封存的研究大多在利用废弃矿山坑道、油气田岩层封存、海洋封存以及矿物碳酸化上。但目前针对矿产开发中二氧化碳的相关数据进行估算时，由于综合化的定量研究较少，需要对二氧化碳排放及碳储量进行拆分获取，造成二氧化碳排放及碳储量的获取效率降低。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：提供一种矿产资源基地的碳排放和碳储量估算方法及系统，通过对矿产资源基地的碳排放量和碳储量进行整合化估算，提高了矿产资源开发前对碳排放量和碳储量的估算效率，同时填补了目前对矿业开发前的二氧化碳排放及碳储量估算体系的空白，对后续开展环境保护、资源利用、地质勘查、矿山规划等活动提供重要的绿色支撑。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种矿产资源基地的碳排放和碳储量估算方法，包括：
6.构建待估算区域的矿体模型，并将所述矿体模型划分为多个子模块，根据每个子模块的体积和小体重参数，计算并基于每类矿石对应矿石量，得到综合能源消耗碳排放量；
7.根据所述待估算区域的遥感影像图，获取所述待估算区域对应的归一化植被指数图，并根据所述归一化植被指数图对所述待估算区域进行区域划分，并计算每个区域的区域面积；
8.获取每个区域的采样样品，并对所述采样样品进行碳储量测定，得到每个区域对应的碳储量，根据所述区域面积、所述碳储量，计算所述待估算区域的生态碳损失量；
9.采集所述待估算区域的地表岩石样品和钻孔岩心样品，计算并根据所述地表岩石样品和所述钻孔岩心样品中各矿物的平均含量，得到所述待估算区域的矿物碳酸化碳储量；
10.结合所述生态碳损失量和所述综合能源消耗碳排放量，得到所述待估算区域的碳排放量，并根据所述矿物碳酸化碳储量，得到所述待估算区域的碳储量。
11.在一种可能的实现方式中，所述获取每个区域的采样样品，并对所述采样样品进行碳储量测定，得到每个区域对应的碳储量，具体包括：
12.设置并根据每个区域对应的采样线路，对每个区域进行植被和土壤采样，得到每个区域对应的植被样品和土壤样品，其中，所述植被样品包括地上植被样品和地下植被样品；
13.根据干烧法，对所述植被样品的碳含量进行测定，并根据测定的所述植被样品的碳含量，计算每个区域内单位面积的植被碳储量；
14.根据重铬酸钾外加热法，对所述土壤样品的碳含量进行测定，并根据测定的所述土壤样品的碳含量，计算每个区域内单位面积的土壤碳储量。
15.在一种可能的实现方式中，并根据所述归一化植被指数图对所述待估算区域进行区域划分，并计算每个区域的区域面积，具体包括：
16.根据所述归一化植被指数图，将所述待估算区域划分为荒漠化及盐碱化区域、低植被盖度区域、中植被盖度区域和高植被盖度区域；
17.设置并根据归一化植被指数阈值，对每个区域对应的像素单元数量和遥感影像精度值进行统计；
18.根据统计出的所述像素单元数量和所述遥感影像精度值，计算每个区域的区域面积。
19.在一种可能的实现方式中，所述计算并根据所述地表岩石样品和所述钻孔岩心样品中各矿物的平均含量，得到所述待估算区域的矿物碳酸化碳储量，具体包括：
20.分别对获取的所述地表岩石样品和所述钻孔岩心样品进行主量元素分析，得到每个地表岩石样品和每个钻孔岩心样品对应的矿物含量，其中，所述矿物含量包括氧化钙含量、氧化镁含量和氧化亚铁含量；
21.根据每个地表岩石样品和每个钻孔岩心样品对应的矿物含量，得到所述地表岩石样品和所述钻孔岩心样品中各矿物的平均含量；
22.分别计算二氧化碳与所述氧化钙含量、所述氧化镁含量和所述氧化亚铁含量的相对分子量比值，并根据所述相对分子量比值和所述各矿物的平均含量，得到所述待估算区域的矿物碳酸化碳储量。
23.在一种可能实现的方式中，根据重铬酸钾外加热法，对所述土壤样品的碳含量进行测定，并根据测定的所述土壤样品的碳含量，计算每个区域内单位面积的土壤碳储量，具体包括：
24.从所有土壤样品中随机选取三个土壤样品，并对所述三个土壤样品进行含水量测定，获取所述三个土壤样品对应的含水量系数，并根据重铬酸钾外加热法，对所述三个土壤样品的碳含量进行测定，获取所述三个土壤样品对应的碳含量；
25.基于所述含水量系数和所述碳含量，计算每个区域的单位面积土壤碳储量，单位面积土壤碳储量的计算公式如下所示：
[0026][0027]
其中，c
y1
为荒漠化及盐碱化区域内单位面积土壤碳储量，c
y2
为低植被盖度区域内单位面积土壤碳储量，c
y3
为中植被盖度区域内单位面积碳储量，c
y4
为高植被盖度区域内单
位面积碳储量，m表示为所采集区域内对应的单位面积土壤质量；k1为第一土壤样品的含水系数、k2为第二土壤样品的含水系数，k3为第三土壤样品的含水系数，c
n1
为第一土壤样品的碳含量、c
n2
为第二土壤样品的碳含量、c
n3
为第三土壤样品的碳含量。
[0028]
在一种可能的实现方式中，根据干烧法，对所述植被样品的碳含量进行测定，并根据测定的所述植被样品的碳含量，计算每个区域内单位面积的植被碳储量，具体包括：
[0029]
分别对所述地上植被样品和所述地下植被样品进行称重处理，获取地上植被生物量和地下植被生物量；
[0030]
根据干烧法，分别对所述地上植被样品和所述地下植被样品进行碳素含量测定，得到地上植被碳含率和地下植被碳含率；
[0031]
根据所述地上植被碳含率、所述地下植被碳含率、所述地上植被生物量和所述地下植被生物量，计算每个区域的单位面积植被碳储量，单位面积植被碳储量计算公式如下所示：
[0032]cxi(i＝1,2,3,4)
＝c1×
n1+c2×
n2；
[0033]
其中，c
x1
为荒漠化及盐碱化地区单位面积植被碳储量，c
x2
为低植被盖度区域单位面积植被碳储量，c
x3
为中植被盖度区域单位面积植被碳储量，c
x4
为高植被盖度区域单位面积植被碳储量，n1为地上植被碳含率，n2为地下植被碳含率，c1为地上植被生物量，c2为地下植被生物量。
[0034]
在一种可能的实现方式中，根据每个地表岩石样品和每个钻孔岩心样品对应的矿物含量，得到所述地表岩石样品和所述钻孔岩心样品中各矿物的平均含量，具体包括：
[0035]
获取每个地表岩石样品中的第一氧化钙含量、第一氧化镁含量和第一氧化亚铁含量及第一烧失量，根据所述第一烧失量，对所有地表岩石样品进行筛选处理，并对进行筛选处理后的地表岩石样品依据以下公式计算各矿物含量的平均数值：
[0036][0037][0038][0039]
其中，t
盖层cao
为筛选后的地表岩石样品中第一氧化钙的平均含量； t
盖层mgo
为筛选后的地表岩石样品中第一氧化镁的平均含量；t
盖层feo
为筛选后的地表岩石样品中第一氧化亚铁的平均含量，t
cao1
为筛选后的每个地表岩石样品的第一氧化钙含量，t
mgo1
为筛选后的每个地表岩石样品的第一氧化镁含量，t
feo1
为筛选后的每个地表岩石样品的第一氧化亚铁含量，n为经过筛选后的地表岩石样品数量；
[0040]
获取每个钻孔岩心样品中的第二氧化钙含量、第二氧化镁含量和第二氧化亚铁含量及第二烧失量，根据所述第二烧失量，对所有钻孔岩心样品进行筛选处理，并对进行筛选处理后的钻孔岩心样品依据以下公式计算各矿物含量的平均数值：
[0041]
[0042][0043][0044]
其中，t
岩心cao
为筛选后的钻孔岩心样品中第二氧化钙的平均含量； t
岩心mgo
为筛选后的钻孔岩心样品中第二氧化镁的平均含量；t
岩心feo
为筛选后的钻孔岩心样品中第二氧化亚铁的平均含量，t
cao2
为筛选后的每个钻孔岩心样品的第二氧化钙含量，t
mgo2
为筛选后的每个钻孔岩心样品的第二氧化镁含量，t
feo2
为筛选后的每个钻孔岩心样品的第二氧化亚铁含量，m为经过筛选后的钻孔岩心样品数量。
[0045]
本发明还提供了一种矿产资源基地的碳排放和碳储量估算系统，包括：综合能源消耗碳排放量估算模块、区域划分模块、生态碳损失量估算模块、矿物碳酸化碳储量估算模块和数据整合模块；
[0046]
其中，所述综合能源消耗碳排放量估算模块，用于构建待估算区域的矿体模型，并将所述矿体模型划分为多个子模块，根据每个子模块的体积和小体重参数，计算并基于每类矿石对应矿石量，得到综合能源消耗碳排放量；
[0047]
所述区域划分模块，用于根据所述待估算区域的遥感影像图，获取所述待估算区域对应的归一化植被指数图，并根据所述归一化植被指数图对所述待估算区域进行区域划分，并计算每个区域的区域面积；
[0048]
所述生态碳损失量估算模块，用于获取每个区域的采样样品，并对所述采样样品进行碳储量测定，得到每个区域对应的碳储量，根据所述区域面积、所述碳储量，计算所述待估算区域的生态碳损失量；
[0049]
所述矿物碳酸化碳储量估算模块，用于采集所述待估算区域的地表岩石样品和钻孔岩心样品，计算并根据所述地表岩石样品和所述钻孔岩心样品中各矿物的平均含量，得到所述待估算区域的矿物碳酸化碳储量；
[0050]
所述数据整合模块，用于结合所述生态碳损失量和所述综合能源消耗碳排放量，得到所述待估算区域的碳排放量，并根据所述矿物碳酸化碳储量，得到所述待估算区域的碳储量。
[0051]
在一种可能的实现方式中，所述生态碳损失量估算模块，用于获取每个区域的采样样品，并对所述采样样品进行碳储量测定，得到每个区域对应的碳储量，具体包括：
[0052]
设置并根据每个区域对应的采样线路，对每个区域进行植被和土壤采样，得到每个区域对应的植被样品和土壤样品，其中，所述植被样品包括地上植被样品和地下植被样品；
[0053]
根据干烧法，对所述植被样品的碳含量进行测定，并根据测定的所述植被样品的碳含量，计算每个区域内单位面积的植被碳储量；
[0054]
根据重铬酸钾外加热法，对所述土壤样品的碳含量进行测定，并根据测定的所述土壤样品的碳含量，计算每个区域内单位面积的土壤碳储量。
[0055]
在一种可能的实现方式中，所述区域划分模块，用于根据所述归一化植被指数图，对所述待估算区域进行区域划分，并计算每个区域的区域面积，具体包括：
[0056]
根据所述归一化植被指数图，将所述待估算区域划分为荒漠化及盐碱化区域、低
植被盖度区域、中植被盖度区域和高植被盖度区域；
[0057]
设置并根据归一化植被指数阈值，对每个区域对应的像素单元数量和遥感影像精度值进行统计；
[0058]
根据统计出的所述像素单元数量和所述遥感影像精度值，计算每个区域的区域面积。
[0059]
在一种可能的实现方式中，所述矿物碳酸化碳储量估算模块，用于计算并根据所述地表岩石样品和所述钻孔岩心样品中各矿物的平均含量，得到所述待估算区域的矿物碳酸化碳储量，具体包括：
[0060]
分别对获取的所述地表岩石样品和所述钻孔岩心样品进行主量元素分析，得到每个地表岩石样品和每个钻孔岩心样品对应的矿物含量，其中，所述矿物含量包括氧化钙含量、氧化镁含量和氧化亚铁含量；
[0061]
根据每个地表岩石样品和每个钻孔岩心样品对应的矿物含量，得到所述地表岩石样品和所述钻孔岩心样品中各矿物的平均含量；
[0062]
分别计算二氧化碳与所述氧化钙含量、所述氧化镁含量和所述氧化亚铁含量的相对分子量比值，并根据所述相对分子量比值和所述各矿物的平均含量，得到所述待估算区域的矿物碳酸化碳储量。
[0063]
本发明还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任意一项所述的矿产资源基地的碳排放和碳储量估算方法。
[0064]
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述任意一项所述的矿产资源基地的碳排放和碳储量估算方法。
[0065]
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0066]
本发明通过建模计算待估算区域中各类矿石对应的矿石量，并基于矿石量计算的待估算区域的综合能源消耗碳排放量；同时，基于开发过程中对生态的破坏，通过获取待估算区域的归一化植被指数图，对待估算区域进行划分，通过采样样品计算不同区域的碳储量，将待估算区域的生态碳储量作为生态损失量；同时将分别获取待估算区域的地表岩石样品和钻孔岩心样品，通过计算地表岩石样品和钻孔岩心样品中各矿物的平均含量，基于各矿物自身的固碳能力，计算待估算区域的矿物碳酸化碳储量。与现有技术相比，本发明通过综合考量目前矿业开发过程中面临的主要碳排放及碳储量问题，分别对待估算区域的综合能源消耗碳排放量、生态损失量和矿物碳酸化碳储量进行综合定量化估算，得到待估算区域的碳排放量和碳储量，填补了矿业开发前的二氧化碳排放及碳储量估算体系的空白，提高了矿产资源基地开发前对碳排放量和碳储量的估算效率，能对后续开展环境保护、资源利用、地质勘查、矿山规划等活动提供重要的绿色支撑。
附图说明
[0067]
图1是本发明提供的一种矿产资源基地的碳排放和碳储量估算方法的一种实施例的流程示意图；
[0068]
图2是本发明提供的一种矿产资源基地的碳排放和碳储量估算系统的一种实施例
的结构示意图；
[0069]
图3是本发明提供的一种实施例的采矿综合能源消耗限额表示意图；
[0070]
图4是本发明提供的一种实施例的选矿综合能源消耗限额表示意图。
具体实施方式
[0071]
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0072]
实施例1
[0073]
参见图1，图1是本发明提供的一种矿产资源基地的碳排放和碳储量估算方法的一种实施例的流程示意图，如图1所示，该方法包括步骤 101-步骤104，具体如下：
[0074]
步骤101：构建待估算区域的矿体模型，并将所述矿体模型划分为多个子模块，根据每个子模块的体积和小体重参数，计算并基于每类矿石对应矿石量，得到综合能源消耗碳排放量。
[0075]
一实施例中，根据拥有矿业采矿权的矿业公司在其采矿权范围内的已知矿山，来圈定矿山采矿范围，并将圈定的矿山开采范围作为本实施例中的待估算区域，其中，待估算区域包括：已进行钻探来确定的矿山主采区、通过地质条件圈定的已知矿山边界范围、矿山建设需要占用的地表区域。
[0076]
一实施例中，通过micomine软件中提供的地质统计学法和距离反比法等完成待估算区域的矿石量的估算工作，具体的，通过将待估算区域内需要估算的矿体，构建矿体模型，并将矿体模型划分为多个子模块，其中，划分的子模块的大小设置与采矿中设计最小开采块段一致，且基于该设置，能直接估算得到各子模块对应的模块体积。
[0077]
一实施例中，由于对矿床进行开采可分为露天开采和井下开采两种，因此，本实施例中，通过按露天和井下两个开采方式对各个子模块进行分类，并对分类后的各个子模块按进行钻孔操作，获取各个子模块对应的钻孔样品，根据封蜡排水法测定钻孔样品的小体重参数，同时进行湿度测定，得到子模块对应的矿石小体重数据，并对该矿石小体重数据进行湿度校正，分别计算各类子模块对应的矿石小体重均值并将露天开采方式对应的子模块的矿石小体重均值作为露天矿石的平均小体重；将井下开采方式对应的子模块的矿石小体重均值作为井下矿石的平均小体重。
[0078]
通过计算各类子模块对应的子模块体积，得到各类矿石的体积v
矿石
，并根据各类矿石的体积v
矿石
和各类矿石的平均小体重计算各类矿石的矿石量m
矿石量
，矿石量计算公式如下所示：
[0079][0080]
一实施例中，由于矿业开采分为采矿能耗与选矿能耗两部分，且采矿分为露天采矿和井下采矿两部分，根据相关行业标准规定的采矿综合能源消耗限额表和选矿综合能源消耗限额表，计算待估算区域的采矿能源消耗和选矿能源消耗，其中，采矿综合能源消耗限
额表如图3所示，选矿综合能源消耗限额表如图4所示；所消耗能源的碳排放量同样依据供应电力的相关标准进行计算，如1kg标准煤排放3.465kg co2。基于此，计算待估算区域的综合能源消耗碳排放量p需要计算采矿能耗碳排放量中的露天采矿能耗碳排放量p1和井下采矿能耗碳排放量p2，以及选矿能耗碳排放量p3，计算公式如下所示：
[0081][0082][0083]
p＝p1+p2+p3。
[0084]
步骤102：根据所述待估算区域的遥感影像图，获取所述待估算区域对应的归一化植被指数图，并根据所述归一化植被指数图对所述待估算区域进行区域划分，并计算每个区域的区域面积。
[0085]
一实施例中，获取所述待估算区域的遥感影像图，通过多光谱影像分析待估算区域的归一化植被指数数据，生成待估算区域对应的归一化植被指数图。
[0086]
一实施例中，根据所述归一化植被指数图，将待估算区域划分为荒漠化及盐碱化区域、低植被盖度区域、中植被盖度区域和高植被盖度区域。
[0087]
一实施例中，设置并根据归一化植被指数阈值，对每个区域对应的像素单元数量和遥感影像精度值进行统计，根据统计出的所述像素单元数量和所述遥感影像精度值，计算每个区域的区域面积，区域面积计算公式如下所示：
[0088][0089]
l
(1,2,3,4)
＝i
像素单元数量
×e遥感影像精度值2
；
[0090]
其中，l1为荒漠化及盐碱化区域面积；l2为低植被盖度区域面积； l3为中植被盖度区域面积；l4为高植被盖度区域面积。
[0091]
步骤103：获取每个区域的采样样品，并对所述采样样品进行碳储量测定，得到每个区域对应的碳储量，根据所述区域面积、所述碳储量，计算所述待估算区域的生态碳损失量。
[0092]
一实施例中，设置并根据每个区域对应的采样线路，对每个区域进行植被和土壤采样，得到每个区域对应的植被样品和土壤样品，其中，所述植被样品包括地上植被样品和地下植被样品。
[0093]
在每个区域范围内，根据arcgis、dgss软件布设采样线路，并在采样线路上建立等间距实验样方点，采样间隔可根据区域范围大小进行调整，本实施例中，以50m为点间隔，每个区域内的实验样方点数为最多不超过10个，样方设计规格为1m*1m；由于植被分为地上植被及地下植被两类，对地上植被采取刈割法收取，即齐地面收割，将地上割取的植被装入无污染的样品袋中，完成对地上植被样品的采集；在样方内挖取自地面向下0～15cm的土壤样品，将土壤样品中植被地下根部进行筛取，并装入无污染的样品袋中，筛取过植被根系的土
壤需称重后重新填埋于样方内，完成对地下植被样品的采集；利用直径5cm的土钻在样方内随机钻取3次，分别取0-5cm，5-10cm，10-15cm三层土壤样品，完成对土壤样品的采集；在荒漠化及盐碱化区域内因植被不生长，因此在该区域不再采集植被样品，仅采集土壤样品。
[0094]
一实施例中，根据干烧法，对所述植被样品的碳含量进行测定，并根据测定的所述植被样品的碳含量，计算每个区域内单位面积的植被碳储量。
[0095]
在采集到地上植被样品和地下植被样品后，利用纯净水分别对地上植被样品和地下植被样品进行清洗2-3次，待水分干燥后粉碎，并通过 100目筛进行筛选，并将筛选出的样品需置于80℃条件下烘干24小时至恒重，称重后加以记录并编号，分别称重量记为地上植被生物量c1和地下植被生物量c2。
[0096]
对处理过的地上植被样品及地下植被样品利用干烧法测定其碳素含量，分别记为地上植被碳含率n1及地下植被碳含率n2，则对应的区域内单位面积植被碳储量计算公式如下：
[0097]cxi(i＝1,2,3,4)
＝c1×
n1+c2×
n2；
[0098]
其中，c
x1
为荒漠化及盐碱化地区单位面积植被碳储量；c
x2
为低植被盖度区域单位面积植被碳储量；c
x3
为中植被盖度区域单位面积植被碳储量；c
x4
为高植被盖度区域单位面积植被碳储量。
[0099]
在完成每个区域内的植被样品测定后，通过将每个区域对应的区域内单位面积植被碳储量的数据整合，计算每个区域对应的单位面积植被碳储量均值，记为
[0100]
一实施例中，根据重铬酸钾外加热法，对所述土壤样品的碳含量进行测定，并根据测定的所述土壤样品的碳含量，计算每个区域内单位面积的土壤碳储量。
[0101]
将采集到的土壤样品根据分层采集的样品进行编号后，从每个采样点为的三份土壤样品中随机选取三分土壤样品，分别测定每个采样点位的三份土壤样品的含水量，记为含水系数k1、k2、k3，将土壤样品风干，利用浓硫酸-重铬酸钾外加热法，测定随机选取的三份土壤样品的碳含量，记为c
n1
、c
n2
、c
n3
，则每个区域的单位面积土壤碳储量的计算公式为：
[0102][0103]
其中，c
y1
为荒漠化及盐碱化区域内单位面积土壤碳储量；c
y2
为低植被盖度区域内单位面积土壤碳储量；c
y3
为中植被盖度区域内单位面积碳储量；c
y4
为高植被盖度区域内单位面积碳储量，m表示为所采集区域内对应的单位面积土壤质量。
[0104]
在完成每个区域内的土壤样品测定后，通过将每个区域对应的区域内单位面积土壤碳储量的数据整合，计算每个区域对应的单位面积土壤碳储量均值，记为
[0105]
一实施例中，根据步骤102中计算得到的每个区域的区域面积、每个区域对应的单位面积土壤碳储量均值和植被碳储量均值，计算对应区域的生态碳储量，计算公式如下所示：
[0106][0107]
[0108][0109][0110]
其中，c
荒漠化和盐碱化
为荒漠化及盐碱化区域的生态碳储量； c
低植被盖度
为低植被盖度区域的生态碳储量；c
中植被盖度
为中植被盖度区域的生态碳储量；c
高植被盖度
为高植被盖度区域的生态碳储量。
[0111]
一实施例中，将得到的每个区域对应的生态碳储量进行统计，作为待估算区域的生态碳储量；由于在对矿产资源基地进行开发时，会对开发区域内的植被及土壤造成损毁，导致待估算区域的生态碳储量损失，因此，本实施例中，将待估算区域的生态碳储量设置为待估算区域的生态碳损失量，其计算公式如下所示：
[0112]c生态碳损失量
＝c
生态碳储量
＝c
荒漠化和盐碱化
+c
低植被盖度
+c
中植被盖度
+
[0113]c高植被盖度
。
[0114]
步骤104：采集所述待估算区域的地表岩石样品和钻孔岩心样品，计算并根据所述地表岩石样品和所述钻孔岩心样品中各矿物的平均含量，得到所述待估算区域的矿物碳酸化碳储量。
[0115]
一实施例中，通过dgss软件，对待估算区域的矿床主采区进行 1:2000填图，并设计地质填图路线，其中，地质填图路线的设计为设计每条路线间距为100m，每条路线上的点间距设计为50m左右，路线长度依据矿床范围大小确定。路线上每个点位需采集对应的地表岩石样品，若点位处采集到的地表岩石样品有相关地层露头，需对采集到的地表岩石样品剥离表面风化层，对于无地层露头的点位，则采集无明显裂隙、不易碎裂的地表散落岩石样品，样品大小应不小10cm
×
10cm
×
10cm。
[0116]
一实施例中，通过利用矿业公司对矿床开展的钻探工作，完成对钻孔岩心样品的采集，并在采集前，对岩心进行相关编录工作，依据不同岩性开展取样工作，以岩性分层处为起始点，间距50m取样品，样品大小为8-12cm左右，取样数量依钻孔深度调整，并在进行钻孔岩心样品采集时，避免采集存在裂隙或松散的钻孔岩心样品，钻孔岩心样品依据钻孔孔号标记深度，并根据编录工作的信息标注相关岩性。
[0117]
一实施例中，分别对获取的所述地表岩石样品和所述钻孔岩心样品进行主量元素分析，得到每个地表岩石样品和每个钻孔岩心样品对应的矿物含量，其中，所述矿物含量包括氧化钙含量、氧化镁含量和氧化亚铁含量，并根据每个地表岩石样品和每个钻孔岩心样品对应的矿物含量，得到所述地表岩石样品和所述钻孔岩心样品中各矿物的平均含量。
[0118]
在获取到地表岩石样品和钻孔岩心样品后，分别对地表岩石样品和钻孔岩心样品进行清洗，并晾干表面水分，待水分风干后，将地表岩石样品和钻孔岩心样品依据不同岩性进行分类，并在分类完成后，对地表岩石样品及钻孔岩心样品进行光薄片制作，其中，将地表岩石样品留置 5cm
×
5cm
×
5cm左右大小作为备份样品，将钻孔岩心样品留置3cm左右长度的岩心作为备份样品，其余部分进行粉碎，粉碎选用石英磨料进行磨制，得到地表岩石样品粉末及钻孔岩心样品粉末。
[0119]
分别获取地表岩石样品粉末10g，利用波长色散x射线荧光光谱仪进行主量元素分析，测定地表岩石样品中的第一氧化钙feo含量、第一氧化镁mgo含量和第一氧化亚铁feo含
量及第一烧失量loi。
[0120]
根据第一烧失量loi，剔除地表岩石样品数据中第一烧失量loi超过10％以上的样品，并对进行剔除处理后的地表岩石样品依据以下公式计算各矿物含量的平均数值：
[0121][0122][0123][0124]
其中，t
盖层cao
为筛选后的地表岩石样品中第一氧化钙cao的平均含量；t
盖层mgo
为筛选后的地表岩石样品中第一氧化镁mgo的平均含量；t
盖层feo
为筛选后的地表岩石样品中第一氧化亚铁feo的平均含量， t
cao1
为筛选后的每个地表岩石样品的第一氧化钙cao含量，t
mgo1
为筛选后的每个地表岩石样品的第一氧化镁mgo含量，t
feo1
为筛选后的每个地表岩石样品的第一氧化亚铁feo含量，n为经过筛选后的地表岩石样品数量。
[0125]
分别获取钻孔岩心样品粉末10g，利用波长色散x射线荧光光谱仪进行主量元素分析，测定地表岩石样品中的第二氧化钙feo含量、第二氧化镁mgo含量和第二氧化亚铁feo含量及第二烧失量loi。
[0126]
根据第二烧失量loi，剔除钻孔岩心样品数据中第二烧失量loi超过10％以上的样品，并对进行剔除处理后的钻孔岩心样品依据以下公式计算各矿物含量的平均数值：
[0127][0128][0129][0130]
其中，t
岩心cao
为筛选后的钻孔岩心样品中第二氧化钙cao的平均含量；t
岩心mgo
为筛选后的钻孔岩心样品中第二氧化镁mgo的平均含量；t
岩心feo
为筛选后的钻孔岩心样品中第二氧化亚铁feo的平均含量， t
cao2
为筛选后的每个钻孔岩心样品的第二氧化钙cao含量，t
mgo2
为筛选后的每个钻孔岩心样品的第二氧化镁mgo含量，t
feo2
为筛选后的每个钻孔岩心样品的第二氧化亚铁feo含量，m为经过筛选后的钻孔岩心样品数量。
[0131]
一实施例中，分别计算二氧化碳与所述氧化钙含量、所述氧化镁含量和所述氧化亚铁含量的相对分子量比值，并根据所述相对分子量比值和所述各矿物的平均含量，得到所述待估算区域的矿物碳酸化碳储量。
[0132]
由于矿物的碳储能力与其自身的化学组分相关，其中，钙、镁、铁矿物以硅酸盐形式存在于岩石中，是良好的固碳原料，且上述通过对地表岩石样品和钻孔岩心样品进行主量元素分析测定的是其对应的氧化物含量，矿物碳酸化反应化学式如下：
[0133]
cao+co2＝caco3；
[0134]
mgo+co2＝mgco3；
[0135]
feo+co2＝feco3。
[0136]
基于矿物碳酸化反应化学式，计算二氧化碳与所述氧化钙含量、所述氧化镁含量和所述氧化亚铁含量的相对分子量比值，其中，二氧化碳与氧化钙含量的相对分子量比值为二氧化碳与氧化镁含量的相对分子量比值为二氧化碳与氧化亚铁含量的相对分子量比值为
[0137]
根据步骤101中获取的露天矿石的矿物量、筛选后的地表岩石样品中各矿物的平均含量和二氧化碳与各矿物的相对分子量比值，估算地表的碳固定量，即盖层碳储量，估算公式如下所示：
[0138][0139]
由于钙、镁、铁矿物并非矿床中的主要经济矿石，因此，将钙、镁、铁矿物作为尾矿，因此根据步骤101中获取的井下矿石的矿物量、筛选后的钻孔岩心样品中各矿物的平均含量和二氧化碳与各矿物的相对分子量比值，估算岩心的碳固定量，即尾矿碳储量，估算公式如下所示：
[0140][0141]
一实施例中，整合盖层碳储量和尾矿碳储量，得到待估算区域的矿物碳酸化碳储量，其中，整合公式如下所示：
[0142]c矿物碳酸化碳储量
＝c
盖层碳储量
+c
尾矿碳储量
。
[0143]
步骤105：结合所述生态碳损失量和所述综合能源消耗碳排放量，得到所述待估算区域的碳排放量，并根据所述矿物碳酸化碳储量，得到所述待估算区域的碳储量。
[0144]
一实施例中，对步骤101得到的待估算区域的综合能源消耗碳排放量、步骤103中得到的生态碳损失量和步骤104中得到的矿物碳酸化碳储量进行相应整合和单位统一化，得出矿床的整体碳排放及碳储量数值，使得能直观的将涉及后续企业碳交易成本的基础碳排放量和碳储量数据展现在矿企面前，有助于矿企控制开发过程中的碳排放成本，可为矿企的相关开发过程提供决策依据。整合方式如下所示：
[0145]c排放量
＝c
综合能源消耗碳排放量
+c
生态碳损失量
；
[0146]c碳储量
＝c
矿物碳酸化碳储量
。
[0147]
本实施例中，通过对获取的数据进行整合，能直观的将涉及后续企业碳交易成本的基础碳排放量和碳储量数据展现在矿企面前，有助于矿企控制开发过程中的碳排放成本，可为矿企的相关开发过程提供决策依据。
[0148]
综上，本实施例提供的矿产资源基地的碳排放和碳储量估算方法，立足于矿产资源基地的开发特点可以通过综合考量目前矿业开发过程中面临的主要碳排放及碳储量问题，分别对待估算区域的综合能源消耗碳排放量、生态损失量和矿物碳酸化碳储量进行综合定量化估算，得到待估算区域的碳排放量和碳储量，填补了矿业开发前的二氧化碳排放及碳储量估算体系的空白，提高了矿产资源开发前对碳排放量和碳储量的估算效率，同时大大降低了矿企的相关评估投入；同样的，本实施例提供的矿产资源基地的碳排放和碳储量估算方法也可根据矿产资源基地的地理条件、生态条件、优势矿种等特点进行相应的调整，仅对矿业开发过程中面临的主要碳排放量或碳储量进行单一估算，满足企业的估算需求。
[0149]
实施例2
[0150]
参见图2，图2是本发明提供的一种矿产资源基地的碳排放和碳储量估算系统的一种实施例的结构示意图，如图2所示，该系统包括：综合能源消耗碳排放量估算模块201、区域划分模块202、生态碳损失量估算模块203、矿物碳酸化碳储量估算模块204和数据整合模块205，具体如下：
[0151]
综合能源消耗碳排放量估算模块201，用于构建待估算区域的矿体模型，并将所述矿体模型划分为多个子模块，根据每个子模块的体积和小体重参数，计算并基于每类矿石对应矿石量，得到综合能源消耗碳排放量。
[0152]
区域划分模块202，用于根据所述待估算区域的遥感影像图，获取所述待估算区域对应的归一化植被指数图，并根据所述归一化植被指数图对所述待估算区域进行区域划分，并计算每个区域的区域面积。
[0153]
生态碳损失量估算模块203，用于获取每个区域的采样样品，并对所述采样样品进行碳储量测定，得到每个区域对应的碳储量，根据所述区域面积、所述碳储量，计算所述待估算区域的生态碳损失量。
[0154]
矿物碳酸化碳储量估算模块204，用于采集所述待估算区域的地表岩石样品和钻孔岩心样品，计算并根据所述地表岩石样品和所述钻孔岩心样品中各矿物的平均含量，得到所述待估算区域的矿物碳酸化碳储量。
[0155]
数据整合模块205，用于结合所述生态碳损失量和所述综合能源消耗碳排放量，得到所述待估算区域的碳排放量，并根据所述矿物碳酸化碳储量，得到所述待估算区域的碳储量。
[0156]
一实施例中，生态碳损失量估算模块203，用于获取每个区域的采样样品，并对所述采样样品进行碳储量测定，得到每个区域对应的碳储量，具体包括：设置并根据每个区域对应的采样线路，对每个区域进行植被和土壤采样，得到每个区域对应的植被样品和土壤样品，其中，所述植被样品包括地上植被样品和地下植被样品；根据干烧法，对所述植被样品的碳含量进行测定，并根据测定的所述植被样品的碳含量，计算每个区域内单位面积的植被碳储量；根据重铬酸钾外加热法，对所述土壤样品的碳含量进行测定，并根据测定的所述土壤样品的碳含量，计算每个区域内单位面积的土壤碳储量。
[0157]
一实施例中，区域划分模块202，用于根据所述归一化植被指数图，对所述待估算区域进行区域划分，并计算每个区域的区域面积，具体包括：根据所述归一化植被指数图，将所述待估算区域划分为荒漠化及盐碱化区域、低植被盖度区域、中植被盖度区域和高植被盖度区域；设置并根据归一化植被指数阈值，对每个区域对应的像素单元数量和遥感影像精度值进行统计；根据统计出的所述像素单元数量和所述遥感影像精度值，计算每个区域的区域面积。
[0158]
一实施例中，所述矿物碳酸化碳储量估算模块204，用于计算并根据所述地表岩石样品和所述钻孔岩心样品中各矿物的平均含量，得到所述待估算区域的矿物碳酸化碳储量，具体包括：分别对获取的所述地表岩石样品和所述钻孔岩心样品进行主量元素分析，得到每个地表岩石样品和每个钻孔岩心样品对应的矿物含量，其中，所述矿物含量包括氧化钙含量、氧化镁含量和氧化亚铁含量；根据每个地表岩石样品和每个钻孔岩心样品对应的矿物含量，得到所述地表岩石样品和所述钻孔岩心样品中各矿物的平均含量；分别计算二氧化碳与所述氧化钙含量、所述氧化镁含量和所述氧化亚铁含量的相对分子量比值，并根据所述相对分子量比值和所述各矿物的平均含量，得到所述待估算区域的矿物碳酸化碳储量。
[0159]
一实施例中，生态碳损失量估算模块203，用于根据重铬酸钾外加热法，对所述土壤样品的碳含量进行测定，并根据测定的所述土壤样品的碳含量，计算每个区域内单位面积的土壤碳储所述生态碳损失量估算模块，用于量，具体包括：从所有土壤样品中随机选取三个土壤样品，并对所述三个土壤样品进行含水量测定，获取所述三个土壤样品对应的含水量系数，并根据重铬酸钾外加热法，对所述三个土壤样品的碳含量进行测定，获取所述三个土壤样品对应的碳含量；基于所述含水量系数和所述碳含量，计算每个区域的单位面积土壤碳储量，单位面积土壤碳储量的计算公式如下所示：
[0160][0161]
其中，c
y1
为荒漠化及盐碱化区域内单位面积土壤碳储量，c
y2
为低植被盖度区域内单位面积土壤碳储量，c
y3
为中植被盖度区域内单位面积碳储量，c
y4
为高植被盖度区域内单位面积碳储量，m表示为所采集区域内对应的单位面积土壤质量；k1为第一土壤样品的含水系数、k2为第二土壤样品的含水系数，k3为第三土壤样品的含水系数，c
n1
为第一土壤样品的碳含量、c
n2
为第二土壤样品的碳含量、c
n3
为第三土壤样品的碳含量。
[0162]
一实施例中，生态碳损失量估算模块203，用于根据干烧法，对所述植被样品的碳含量进行测定，并根据测定的所述植被样品的碳含量，计算每个区域内单位面积的植被碳储量，具体包括：分别对所述地上植被样品和所述地下植被样品进行称重处理，获取地上植被生物量和地下植被生物量；根据干烧法，分别对所述地上植被样品和所述地下植被样品进行碳素含量测定，得到地上植被碳含率和地下植被碳含率；根据所述地上植被碳含率、所述地下植被碳含率、所述地上植被生物量和所述地下植被生物量，计算每个区域的单位面积植被碳储量，单位面积植被碳储量计算公式如下所示：
[0163]cxi(i＝1,2,3,4)
＝c1×
n1+c2×
n2；
[0164]
其中，c
x1
为荒漠化及盐碱化地区单位面积植被碳储量，c
x2
为低植被盖度区域单位面积植被碳储量，c
x3
为中植被盖度区域单位面积植被碳储量，c
x4
为高植被盖度区域单位面
积植被碳储量，n1为地上植被碳含率， n2为地下植被碳含率，c1为地上植被生物量，c2为地下植被生物量。
[0165]
一实施例中，矿物碳酸化碳储量估算模块204，用于根据每个地表岩石样品和每个钻孔岩心样品对应的矿物含量，得到所述地表岩石样品和所述钻孔岩心样品中各矿物的平均含量，具体包括：获取每个地表岩石样品中的第一氧化钙含量、第一氧化镁含量和第一氧化亚铁含量及第一烧失量，根据所述第一烧失量，对所有地表岩石样品进行筛选处理，并对进行筛选处理后的地表岩石样品依据以下公式计算各矿物含量的平均数值：
[0166][0167][0168][0169]
其中，t
盖层cao
为筛选后的地表岩石样品中第一氧化钙的平均含量； t
盖层mgo
为筛选后的地表岩石样品中第一氧化镁的平均含量；t
盖层feo
为筛选后的地表岩石样品中第一氧化亚铁的平均含量，t
cao1
为筛选后的每个地表岩石样品的第一氧化钙含量，t
mgo1
为筛选后的每个地表岩石样品的第一氧化镁含量，t
feo1
为筛选后的每个地表岩石样品的第一氧化亚铁含量，n为经过筛选后的地表岩石样品数量；
[0170]
获取每个钻孔岩心样品中的第二氧化钙含量、第二氧化镁含量和第二氧化亚铁含量及第二烧失量，根据所述第二烧失量，对所有钻孔岩心样品进行筛选处理，并对进行筛选处理后的钻孔岩心样品依据以下公式计算各矿物含量的平均数值：
[0171][0172][0173][0174]
其中，t
岩心cao
为筛选后的钻孔岩心样品中第二氧化钙的平均含量； t
岩心mgo
为筛选后的钻孔岩心样品中第二氧化镁的平均含量；t
岩心feo
为筛选后的钻孔岩心样品中第二氧化亚铁的平均含量，t
cao2
为筛选后的每个钻孔岩心样品的第二氧化钙含量，t
mgo2
为筛选后的每个钻孔岩心样品的第二氧化镁含量，t
feo2
为筛选后的每个钻孔岩心样品的第二氧化亚铁含量，m为经过筛选后的钻孔岩心样品数量。
[0175]
所属领域的技术人员可以清楚的了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不在赘述。
[0176]
需要说明的是，上述矿产资源基地的碳排放和碳储量估算系统的实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案
的目的。
[0177]
在上述的矿产资源基地的碳排放和碳储量估算方法的实施例的基础上，本发明另一实施例提供了一种矿产资源基地的碳排放和碳储量估算终端设备，该矿产资源基地的碳排放和碳储量估算终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明任意一实施例的矿产资源基地的碳排放和碳储量估算方法。
[0178]
在上述矿产资源基地的碳排放和碳储量估算方法的实施例的基础上，本发明另一实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时，控制所述存储介质所在的设备执行本发明任意一实施例的矿产资源基地的碳排放和碳储量估算方法。
[0179]
综上，本发明提供的一种矿产资源基地的碳排放和碳储量估算方法、及系统，通过构建待估算区域的矿体模型，并将所述矿体模型划分为多个子模块，根据每个子模块的体积和小体重参数，计算并基于每类矿石对应矿石量，得到综合能源消耗碳排放量；根据所述待估算区域的遥感影像图，获取所述待估算区域对应的归一化植被指数图，并根据所述归一化植被指数图对所述待估算区域进行区域划分，并计算每个区域的区域面积；获取每个区域的采样样品，并对所述采样样品进行碳储量测定，得到每个区域对应的碳储量，根据所述区域面积、所述碳储量，计算所述待估算区域的生态碳损失量；采集所述待估算区域的地表岩石样品和钻孔岩心样品，计算并根据所述地表岩石样品和所述钻孔岩心样品中各矿物的平均含量，得到所述待估算区域的矿物碳酸化碳储量；结合所述生态碳损失量和所述综合能源消耗碳排放量，得到所述待估算区域的碳排放量，并根据所述矿物碳酸化碳储量，得到所述待估算区域的碳储量。与现有技术相比，本发明通过对矿产资源基地的碳排放量和碳储量进行整合化估算，提高了矿产资源开发前对碳排放量和碳储量的估算效率，同时填补了目前对矿业开发前的二氧化碳排放及碳储量估算体系的空白。
[0180]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。