Integrating VNIR–SWIR Spectroscopy and Handheld XRF for Enhanced Mineralogical Characterization of Phosphate Mine Waste Rocks in Benguerir, Morocco: Implications for Sustainable Mine Reclamation
Notice bibliographique
Résumé
Phosphate is a crucial non-renewable mineral resource, mainly utilized in producing fertilizers that support global agriculture. As phosphorus is an indispensable nutrient for plant growth, phosphate holds a key position in ensuring food security. While deposits are distributed worldwide, the largest reserves are concentrated in Morocco. The Benguerir phosphate mining in Morocco generates heterogeneous waste (i.e., including overburden, tailings, and phosphogypsum) that complicates management and valorization, which is the beneficial reuse or value recovery from waste materials (e.g., use in cover systems, buffering, or other engineered applications). Therefore, it is essential to characterize their mineralogical properties to evaluate their environmental impact and possibilities for reuse or site revegetation. To do so, we integrate VNIR–SWIR reflectance spectroscopy with HandHeld X-ray fluorescence (HHXRF) to characterize phosphate waste rock and assess its reuse potential. For this purpose, field samples (n = 104) were collected, and their spectral reflectance was measured using an ASD FieldSpec 4 spectroradiometer (350–2500 nm) under standardized laboratory conditions. Spectra were processed (Savitzky–Golay smoothing, convex-hull continuum removal) and matched to ECOSTRESS library references; across the dataset, library matching achieved mean RMSE = 0.15 ± 0.053 (median 0.145; 0.085–0.350), median SAM = 0.134 rad, median SID = 0.029, and mean R2 = 0.748 ± 0.170, with 84% of spectra yielding R2 > 0.70. In parallel, HHXRF major and trace elements were measured on all samples to corroborate spectral interpretations. Together, these analyses resolve carbonate–clay–phosphate assemblages (dolomite commonly dominant, with illite/smectite–kaolinite, quartz, and residual carbonate-fluorapatite varying across samples). Elemental ratios (e.g., Mg/Ca distinguishing dolomite from calcite; K/Al indicating illite) reinforce spectral trends, and phosphate indicators delineate localized enrichment (P2O5 up to 23.86 wt % in apatite-rich samples). Overall, the combined workflow is rapid, low-impact, and reproducible, yielding coherent mineralogical patterns that align across spectroscopic and geochemical lines of evidence and providing actionable inputs for selective screening, targeted material reuse, and more sustainable mine reclamation planning.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».