geolmsuВЕСТНИК МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ 4. ГЕОЛОГИЯMoscow University Bulletin. Series 4. Geology0579-9406Издательский Дом МГУ10.55959/MSU0579-9406-4-2024-63-1-3-12geolmsu-659Research ArticleСтатьиКристаллохимические индикаторы выделения оксоцентрированных полиэдров в минералах двухвалентного свинцаCrystal chemical indicators of oxo-centered tetrahedra establishment in divalent lead minerals.ПодображныхА. Д.PodobrazhnykhA. D.

Андрей Дмитриевич Подображных

Москва

Andrey D. Podobrazhnykh

Moscow

andrew.podobrazhnykh123@gmail.comЕреминаТ. А.EreminaT. A.

Татьяна Александровна Еремина

Москва

Tatyana A. Eremina

Moscow

t_eremina@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8468-3018МарченкоЕ. И.MarchenkoE. I.

Екатерина Игоревна Марченко

Москва

Ekaterina I. Marchenko

Moscow

marchenko-ekaterina@bk.ruЕреминН. Н.EreminN. N.

Николай Николаевич Еремин

Москва

Nikolay N. Eremin

Moscow

neremin@mail.ruМосковский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation20242603202411312Copyright © Подображных А.Д., Еремина Т.А., Марченко Е.И., Еремин Н.Н., 20242024Подображных А.Д., Еремина Т.А., Марченко Е.И., Еремин Н.Н.Podobrazhnykh A.D., Eremina T.A., Marchenko E.I., Eremin N.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.geol.msu.ru/jour/article/view/659

Осуществлен комплексный кристаллохимический анализ 1567 кислородных позиций в 216 кристаллических структурах свинец-содержащих минералов, относящихся к классам силикатов, фосфатов, оксидов, оксогалогенидов и ряда других соединений с целью поиска геометрических закономерностей обоснованного выделения анион-центрированных построек. Показано, что совместное применение метода валентности связи и анализа характеристик полиэдров Вороного-Дирихле позволяет уверенно определять кислородные позиции, являющиеся центрами тетраэдров OPb4. Обоснованы цифровые индикаторы определения группировок тетраэдров OPb4 в кристаллических структурах свинец-содержащих минералов и неорганических соединений, которые могут быть использованы при анализе больших массивов структурных данных с применением алгоритмов машинного обучения.

A complex crystal-chemical analysis of 1567 oxygen positions in 216 crystal structures of lead- containing minerals belonging to the classes of silicates, phosphates, oxides, oxohalides, and a number of others has been carried out. It was shown that the combined application of the bond valence method and the analysis of the geometric characteristics of Voronoi-Dirichlet polyhedra make it possible to confidently distinguish between oxygen positions related to cation structure blocks and oxygen positions for which a description based on an anion-centered approach is more justified. Numerical indicators for such a separation of oxygen positions are substantiated, which can be used to analyze large arrays of structural data using the machine learning approaches.

анионоцентрированный подходкислородные свинец-содержащие минералыметод валентности связихарактеристики полиэдров Вороного-Дирихлеопределение тетраэдров [OPb4]anion-centered approachoxygen lead-containing mineralsbond valences analysisVoronoi-Dirichlet polyhedral characteristics[OPb4] tetrahedraРабота выполнена в рамках госбюджетной темы № АААА-А16-116033010121-7 «Новые минералы и синтетические аналоги: кристаллогенезис и особенности кристаллохимии».ReferencesЕремина Т.А., Белоконева Е.Л., Еремин Н.Н. и др. Кристаллохимический подход к выделению оксоцентрированных комплексов в силикатах двухвалентного свинца // Кристаллография. 2021. Т. 66, № 1. С. 34–46.Еремина Т.А., Белоконева Е.Л., Еремин Н.Н. и др. Кристаллохимический подход к выделению оксоцентрированных комплексов в силикатах двухвалентного свинца // Кристаллография. 2021. Т. 66, № 1. С. 34–46.Кривовичев С.В., Филатов С.К. Кристаллохимия минералов и неорганических соединений с комплексами анионоцентрированных тетраэдров. CПб.: Изд-во СПбГУ, 2001. 200 с.Кривовичев С.В., Филатов С.К. Кристаллохимия минералов и неорганических соединений с комплексами анионоцентрированных тетраэдров. CПб.: Изд-во СПбГУ, 2001. 200 с.Bergerhoff G., Paeslack J. Sauerstoff als Koordinationszentrum in Kristallstrukturen // Z. Kristallogr. Bd. 126. 1968. S. 112–123.Bergerhoff G., Paeslack J. Sauerstoff als Koordinationszentrum in Kristallstrukturen // Z. Kristallogr. Bd. 126. 1968. S. 112–123.Bindi L., Bonazzi M.D., Pratesi G., et al. The crystal structure of seeligerite, Pb3IO4Cl3, a rare Pb-I-oxychloride from the San Rafael mine, Sierra Gorda, Chile // Mineralogical Magazine. 2008. Vol. 72. P. 771–783.Bindi L., Bonazzi M.D., Pratesi G., et al. The crystal structure of seeligerite, Pb3IO4Cl3, a rare Pb-I-oxychloride from the San Rafael mine, Sierra Gorda, Chile // Mineralogical Magazine. 2008. Vol. 72. P. 771–783.Blatov V.A., Shevchenko A.P., Proserpio D.M. Applied topological analysis of crystal structures with the program package ToposPro // Cryst. Growth Des. 2014. Vol. 14. P. 3576–3586. https://topospro.comBlatov V.A., Shevchenko A.P., Proserpio D.M. Applied topological analysis of crystal structures with the program package ToposPro // Cryst. Growth Des. 2014. Vol. 14. P. 3576–3586. https://topospro.comBrown I.D. Chemical and steric constraints in inorganic solids // Acta Cryst. B48. 1992. P. 553–572.Brown I.D. Chemical and steric constraints in inorganic solids // Acta Cryst. B48. 1992. P. 553–572.Brown I.D., Altermatt D. Bond-valence parameters obtained from a systematic analysis of the Inorganic Crystal Structure Database // Acta Cryst. B41. 1985. P. 244–247.Brown I.D., Altermatt D. Bond-valence parameters obtained from a systematic analysis of the Inorganic Crystal Structure Database // Acta Cryst. B41. 1985. P. 244–247.Caro P.E. OM4 tetrahedra linkages and the cationic group (M0)nn+ in rare earth oxides and oxysalts // Journal of the Less Common Metals. 1968. Vol. 16. P. 367–377.Caro P.E. OM4 tetrahedra linkages and the cationic group (M0)nn+ in rare earth oxides and oxysalts // Journal of the Less Common Metals. 1968. Vol. 16. P. 367–377.Gagne О.С., Hawthorne F.C. Comprehensive derivation of bond-valence parameters for ion pairs involving oxygen // Acta Cryst. B71. 2015. P. 562–578.Gagne О.С., Hawthorne F.C. Comprehensive derivation of bond-valence parameters for ion pairs involving oxygen // Acta Cryst. B71. 2015. P. 562–578.Grey I.E., Mumme W.G., MacRae C.M. Lead-bearing phyllotungstite from the Clara mine, Germany with an ordered pyrochlore–hexagonal tungsten bronze intergrowth structure // Mineralogical Magazine. 2013. Vol. 77, № 1. P. 57–67.Grey I.E., Mumme W.G., MacRae C.M. Lead-bearing phyllotungstite from the Clara mine, Germany with an ordered pyrochlore–hexagonal tungsten bronze intergrowth structure // Mineralogical Magazine. 2013. Vol. 77, № 1. P. 57–67.Hålenius U., Bosi F. Oxyplumboroméite, Pb2Sb2O7, a new mineral species of the pyrochlore supergroup from Harstigen mine, Värmland, Sweden // Mineralogical Magazine. 2013. Vol. 77, № 7. P. 2931–2939.Hålenius U., Bosi F. Oxyplumboroméite, Pb2Sb2O7, a new mineral species of the pyrochlore supergroup from Harstigen mine, Värmland, Sweden // Mineralogical Magazine. 2013. Vol. 77, № 7. P. 2931–2939.Kolitsch U., Giester G. Elyite, Pb4Cu(SO4)O2(OH)4 H2O: Crystal structure and new data // American Mineralogist. 2001. Vol. 85. P. 1816–1821.Kolitsch U., Giester G. Elyite, Pb4Cu(SO4)O2(OH)4 H2O: Crystal structure and new data // American Mineralogist. 2001. Vol. 85. P. 1816–1821.Kolitsch U., Merlino S., Holtstam D. Molybdophyllite: crystal chemistry, crystal structure, OD character and modular relationships with britvinite // Mineralogical Magazine. 2012. Vol. 76, № 3. P. 493–516.Kolitsch U., Merlino S., Holtstam D. Molybdophyllite: crystal chemistry, crystal structure, OD character and modular relationships with britvinite // Mineralogical Magazine. 2012. Vol. 76, № 3. P. 493–516.Krivovichev S.V., Brown I.D. Are the compressive effects of encapsulation an artifact of the bond valence parameters? // Z. Kristallogr. 2001. Bd 216. S. 245–247.Krivovichev S.V., Brown I.D. Are the compressive effects of encapsulation an artifact of the bond valence parameters? // Z. Kristallogr. 2001. Bd 216. S. 245–247.Krivovichev S.V., Burns P.C. Crystal chemistry of basic lead carbonates. I. Crystal structure of synthetic shannonite, Pb2O(CO3) // Mineralogical magazine. 2000a. Vol. 64, № 6. P. 1063–1068.Krivovichev S.V., Burns P.C. Crystal chemistry of basic lead carbonates. I. Crystal structure of synthetic shannonite, Pb2O(CO3) // Mineralogical magazine. 2000a. Vol. 64, № 6. P. 1063–1068.Krivovichev S.V., Burns P.C. Crystal chemistry of lead oxide chlorides. I. Crystal structures of synthetic mendipite, Pb3O2Cl2, and synthetic damaraite, Pb3O2(OH)Cl // European Journal of Mineralogy. 2001. Vol. 13. P. 801–809.Krivovichev S.V., Burns P.C. Crystal chemistry of lead oxide chlorides. I. Crystal structures of synthetic mendipite, Pb3O2Cl2, and synthetic damaraite, Pb3O2(OH)Cl // European Journal of Mineralogy. 2001. Vol. 13. P. 801–809.Krivovichev S.V., Burns P.C. Crystal chemistry of basic lead carbonates. II. Crystal structure of synthetic ‘plumbonacrite’ // Mineralogical Magazine. 2000b. Vol. 64, № 6. P. 1069–1075.Krivovichev S.V., Burns P.C. Crystal chemistry of basic lead carbonates. II. Crystal structure of synthetic ‘plumbonacrite’ // Mineralogical Magazine. 2000b. Vol. 64, № 6. P. 1069–1075.Siidra O.I., Krivovichev S.V., Chukanov N.V., et al. The crystal structure of Pb5(As3+O3)Cl7 from the historic slags of Lavrion, Greece–a novel Pb (II) chloride arsenite // Mineralogical Magazine. 2011. Vol. 75, № 2. P. 337–345.Siidra O.I., Krivovichev S.V., Chukanov N.V., et al. The crystal structure of Pb5(As3+O3)Cl7 from the historic slags of Lavrion, Greece–a novel Pb (II) chloride arsenite // Mineralogical Magazine. 2011. Vol. 75, № 2. P. 337–345.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.