Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Проект посвящен исследованию феномена структурной сложности минералов на основе информационных параметров, позволяющих дать этому явлению количественную оценку и открывающих перспективы статистического анализа механизмов эволюции минерального мира. В 2019 году основные усилия были сосредоточены на детальной ревизии имеющейся в распоряжении авторов базы данных по структурной и химической сложности минералов. В результате был получен уникальный и не имеющий мировых аналогов набор количественных данных по сложности минералов и начато его аналитическое исследование. В частности: - проведен анализ структурной и химической сложности минералов селена в сопоставлении с их встречаемостью и генезисом в природе; - проанализирована сложность минералов меди вулкана Везувий (Италия); - впервые определена кристаллическая структура ильмайокита – весьма сложного минерала, оказавшегося на третьем месте по сложности среди всех известных на сегодняшний день минеральных видов; - на голотипном образце определена кристаллическая структура дмиштейнбергита и выявлено ее соответствие принципу Гольдсмита – метастабильные кинетически стабилизированные модификации являются структурно более простыми по сравнению со стабильными модификациями; - на основе определения кристаллической структуры паратуита-(Ce) было показано каким образом различия в электронном строении металлов приводят к образованию сверхструктур (на примере структурного типа карбоцернаита); - на основе экспериментальных исследований фазовых переходов в парацельзиане (открыто три новых полиморфных модификации) показано, что с увеличением давления информационная сложность ведет себя нелинейно – так, для парацельзиана два фазовых перехода (до 28 ГПа) не сопровождаются информационными скачками, тогда как диспласивный переход в интервале 28-32 ГПа приводит к образованию полиморфа с повышенной сложностью. В результате работы по проекту в 2019 году опубликовано 6 статей, из них два статьи – в журналах из первого квартиля.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В 2020 году в рамках выполнения проекта проведены следующие исследования и получены следующие результаты: - полная база данных по структурной сложности минералов интегрирована в Глобальную базу данных по минералам Земли (Global Earth Mineral Inventory, GEMI, https://info.deepcarbon.net/vivo/display/n12400), наряду с другими минералогическими данными; - данные по структурной и химической сложности более 400 минералов углерода рассмотрены в связи с общим анализом пространственного и временного распределения разнообразия углерод-содержащих минералов; - проведен обзор мер информационной сложности и описаны три наиболее сложных минерала, известных на сегодняшний день; - химическое разнообразие минералов теллура изучена с точки зрения концепции минеральных систем и информационных мер структурной и химической сложности; - выполнен обзор минералов, содержащих полиоксометаллатные (ПОМ) кластеры в своих структурах; выделено 15 типов известных на сегодняшний день природных полиоксометаллатных кластеров, присутствующих в кристаллических структурах 42 минеральных видов; показано, что образование наноразмерных кластеров может рассматриваться как один из основных механизмов генерации структурной сложности в минералах и синтетических соединениях; - на основании данных по структурной и химической сложности минералов дана современная интерпретация закона Федорова-Грота, согласно которому химически простые соединения имеют более высокую симметрию по сравнению с химически сложными; - продолжено развитие теории структурных автоматов как теории алгоритмического роста и алгоритмической сложности кристаллических структур; - впервые решена и уточнена кристаллическая структура ильмайокита – редкого Na-K-Ba-Ce-титаносиликата из Хибинского массива (Кольский полуостров, Россия), являющегося третьим по структурной сложности известным на сегодняшний день минералом; - открыт новый минеральный вид манаевит-(Ce) с весьма сложной структурой, принадлежащей к группе везувиана; - изучены кристаллические структуры четырех синтетических и одного природного соединений со структурой метаварисцита: CrAsO4·2H2O, Tl3+PO4·2H2O, MnSeO4·2H2O, CdSeO4·2H2O, (Sc,Al)(As,P)O4·2H2O (бонацинаит); показано, что структурный тип метаварисцита структурно и топологически проще, чем структурный тип варисцита, что указывает на то, что метаварисцит и изоструктурный ему фосфосидерит являются метастабильными кинетически стабилизированными фазами, в отличии от их термодинамически устойчивых полиморфов варисцита и стренгита, соответственно; - расшифрована кристаллическая структура Pb10Al10Si8O41, структурный тип которого является новым и может быть представлен как гибрид структурных типов Pb6O[(Si6Al2)O20] и нарсарсукита; - изучены кристаллические структуры синтетического и природного натрофосфата, а также минерала какоксенита. По материалам проведенных исследований в 2020 году опубликовано 11 статей (включая 3 обзора) в международной и российской научной печати (6 статей в журналах 1-го квартиля по JCR или scimagojr.org).

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
1. На основании анализа обновленной базы параметров структурной и химической сложности минералов были получены следующие результаты: а) предложен новый метод расчета структурной сложности с учетом беспорядка (атомных замещений), который соответствует общим представлениям о характере поведения конфигурационной энтропии; б) получены новые средние значения параметров сложности минеральных видов; в) определено, что атомарные информационные содержания (сложность на атом) минералов подчиняются нормальному закону распределения, тогда количества информации на формулу и ячейку имеют логнормальный характер распределения; г) показано, что бескислородные минералы химически и структурно более просты по сравнению с кислород-содержащими минеральными видами; д) обновлен список из двадцати наиболее структурно сложных минералов; е) определены механизмы генерации сложности в кристаллических структурах минералов; ж) исследована взаимосвязь между информационной сложностью и симметрией; з) показано, что, как средние атомарные, так и средние тотальные информационные содержания минеральных кадастров, монотонно увеличиваются в процессе развития минералогии; и) показано, что в процессе минеральной эволюции сложность минерального мира увеличивается. 2. Сформулирован и проиллюстрирован принцип максимальной простоты для модулярных структур минералов и неорганических соединений: в модулярных сериях неорганических кристаллических структур, наиболее распространены в природе и эксперименте структуры, обладающие максимальной простотой и минимальной структурной информацией. 3. Проведены исследования по физическому обоснованию принципа симплексии Гольдсмита. Разработаны общие положения и подобраны примеры, иллюстрирующие связь структурной сложности и «легкости» кристаллизации. 4. Методом рентгеноструктурного анализа изучена кристаллическая структура природного (г. Коашва, Хибинский щелочной массив) и синтетического (полученного из водного раствора фосфата натрия и фторида натрия) натрофосфата Na7(PO4)2F.19H2O. На основании расчета информационных параметров структурной сложности показано, что натрофосфат можно классифицировать как структурно весьма сложный минерал. 5. Методом рентгеноструктурного анализа изучена кристаллическая структура какоксенита, получен набор его структурных характеристик. 6. Расшифрована кристаллическая структура никмельниковита Ca12Fe2+Fe3+3Al3(SiO4)6(OH)20 – первого тригонального представителя надгруппы граната из Ковдорского массива (Кольский полуостров, Россия). 7. Получены и структурно охарактеризованы шесть новых соединений семейства аверьевита с общей формулой (MX)[Cu5O2(TO4)], где M = щелочной металл, X = галоген, T = P, V. Обнаружено четыре различных структурных типа аверьевитоподобных соединений и показано, что образование того или иного структурного типа со специфическим количеством структурной информации обусловлена комбинацией химического состава и температуры. 8. Получено и структурно охарактеризовано новое соединение K4Cu2+Cu+2Cl8·H2O со смешанно-валентным характером. Структура изученного соединения имеет среднюю сложность, характерную для вторичных фаз на фумарольных полях, что определяет потенциальную возможность его образования на фумаролах. 9. Получены и структурно охарактеризованы два новых щуровскиито-подобных соединения K2Cu[Cu3O]2(PO4)4 и K2.35Cu0.825[Cu3O]2(PO4)4. Проведен информационный анализ сложности кристаллических структур соединений семейства щуровскиита, который показывает, что структура соединения 1 – наиболее простая (архетипная), тогда как структура соединения 2 – наиболее сложная в семействе. 10. Проведено кристаллохимическое изучение васильсевергинита Cu9O4(AsO4)2(SO4)2 – нового минерала из фумарол Большого трещинного Толбачинского извержения (Камчатский п-ов, Россия). Кристаллическая структура минерала рассмотрена как гибрид кристаллических структур поповита Cu5O2(AsO4)2 и долерофанита Cu2O(SO4) согласно схеме Cu9O4(AsO4)2(SO4)2 = Cu5O2(AsO4)2 + 2Cu2O(SO4). Химическая гибридизация не приводит к существенному увеличению химической сложности по сравнению с суммой тотальных информационных содержаний поповита и долерофанита, тогда как структурная гибридизация сопровождается удвоением соответствующей тотальной структурной информации. 11. Изучено изменение сложности кристаллических фаз в процессе термической эволюции фольбортита Cu3(V2O7)(OH)2·2H2O. 12. Получены и структурно охарактеризованы два новых соединения Na2Cu+[Cu2+3O](AsO4)2Cl и Cu3[Cu3O]2(PO4)4Cl2. Показано существование семейства соединений, содержащих каркасы {[OCu3](TO4)2Cl}3-, состоящее по крайней мере из четырех кристаллических структур. Соотношения информационных сложностей кристаллических структур изучено с использованием информационных параметров. Всего в рамках проекта в 2021 году опубликовано 8 статей в ведущих рецензируемых изданиях, включая 2 статьи в журналах первого квартиля по версии Scimago. Еще две статьи находятся на рассмотрении в редакциях международных научных журналов.