Madupit

Madupite sind recht seltene magmatische, zu den Lamproiten gehörende Gesteine. Sie stammen aus dem Oberen Erdmantel und zeichnen sich durch ihren ultrapotassischen Charakter aus.

Etymologie

Der Madupit von der Typlokalität auf dem Pilot Butte von Westen

Das Wort Madupit ist von madúpa abgeleitet, einem Wort aus der Sprache der Shoshone mit der Bedeutung süßes Wasser. Diese indianische Bezeichnung bezieht sich auf das Sweetwater County im Südwesten von Wyoming, in dem sich die Typlokalität (Pilot Butte in den Leucite Hills) des subvulkanischen Gesteins befindet.

Erstbeschreibung

Der Madupit wurde im Jahr 1897 erstmals von Charles Whitman Cross wissenschaftlich beschrieben.[1]

Mineralogie

Cross hatte damals das Gestein noch als eine melanokrate Varietät des Leucitits angesehen, welche im Wesentlichen aus Diopsid- und Phlogopit-Phänokristallen bestand. Die glasige Grundmasse ähnelte in ihrer Zusammensetzung den Mineralen Nephelin und Leucit.

Madupit-Lamproite

Im Zuge der Neudefinition der Lamproite wird Madupit jetzt als Diopsid-Madupit-Lamproit bezeichnet. Die Madupit-Lamproite bzw. madupitischen Lamproite bilden neben den Übergangs-Madupit-Lamproiten und den Phlogopit-Lamproiten eine eigene Gruppe innerhalb der Lamproite. Im Unterschied zu den Phlogopit-Lamproiten, die sich durch Phänokristalle von Phlogopit auszeichnen, befindet sich bei den Madupit-Lamproiten der poikilitische Phlogopit auch in der Grundmasse. Zu den Madupit-Lamproiten gehören neben dem Madupit noch der Jumillit, ein Olivin-Diopsid-Richterit-Madupit-Lamproit, und der Wolgidit, ein Diopsid-Leucit-Richterit-Madupit-Lamproit. Zu den Übergangs-Madupit-Lamproiten sind sie geochemisch verwandt, führen aber mineralogisch im Unterschied zu diesen keine Leucit-Phänokristalle.[2]

Madupite sind mit Orenditen und Wyomingiten verwandt und auch assoziiert, haben aber eine basischere Zusammensetzung und unterscheiden sich durch ihre Radioisotopenverhältnisse.

Haupt- und Spurenelemente

Oxid Gewichtsprozent	Madupit Bandbreite	Madupit Badger’s Teeth	Madupit Pilot Butte	Madupit Middle Table Mountain	Spurenelement ppm	Madupitit Bandbreite	Madupit Badger’s Teeth	Madupit Pilot Butte	Madupit Middle Table Mountain
SiO₂	43,6–47,4	41,9–43,9	41,4–45,3	47,4–48,3	Cr	463–559	469–489	444–560	408–415
TiO₂	2,3–2,5	2,16–2,29	2,05–2,28	2,37–2,55	Ba	4950–9750	8171–12500	7212– 11690	6451–8453
Al₂O₃	7,7–9,1	7,72–8,36	7,20–7,64	8,63–9,12	Sr	4198–6003	5250–6223	3814–7233	2965–3051
Fe₂O₃	5,9–6,7	5,58–5,94	5,89–6,41	4,61–4,72	V	50–110	65–129	21–109	114–119
FeO					Ni	175–209	109–148	104–161	115–156
MnO	0,099–0,125	0,09–0,11	0,12–0,13	0,8-0,10	Co	26–30	24–27	26–30	24–25
MgO	8,9–10,5	9,3–10,5	10,6–12,2	8,87–9,09	Cu		28–38	37–45	28–39
CaO	8,5–11,7	10,0–12,3	11,0–12,7	8,78–9,34	Zn		64–97	68–116	61–115
Na₂O	0,8–1,0	0,90–1,23	0,48–1,67	0,96–1,08	Rb	187–233	31–52	26–120	47–80
K₂O	7,6–10,2	4,74–8,14	5,13– 8,69	7,29–9,57	Nd	259–325	286–300	265–300	200–208
P₂O₅	1,8–3,0	2,84–3,01	1,63–2,39	1,30–1,60	Zr	1210	140–788	253–850	737–808
LOI		5,42–9,05	4,48–6,96	4,48–6,79	Pb	57	31–52	26–120	47–80
K/Na	6,73–7,14	3,47–4,36	3,43–7,08	4,99–5,84
K/Al	1,07–1,21	0,66–1,05	0,77–1,23	0,91–1,14
(Na+K)/Al	1,22–1,39	0,86–1,30	0,88–1,59	1,10–1,33

Quellen: Mirnejad und Bell (2006)[3] sowie Vollmer und Kollegen (1984).[4]

Die Madupite gehören zu den Alkaligesteinen. Sie sind überwiegend peralkalisch mit (Na+K)/Al>1, meistens auch perpotassisch mit K/Al>1 und ultrapotassisch mit K/Na>3. Sie sind ferner siliciumarme, mafische bis ultramafische Gesteine mit zum Teil sehr hohem MgO- und CaO-Gehalt. Ihre Al₂O₃-Werte sind niedrig. Ihr Gesamteisen ist höher als bei den Phlogopit-Lamproiten.

Bei den Spurenelementen zeigen sie im Vergleich zu anderen Lamproiten Anreicherungen an Barium, Strontium, Thorium und an Seltenen Erden, insbesondere an LREE. Abgereichert ist Nickel und ihr K/Rb-Verhältnis ist niedrig. Gegenüber den Phlogopit-Lamproiten sind LILE und HFSE erhöht. Wie bei anderen Lamproiten befinden sich negative Spikes bei Niobium, Tantal und Titan.

Laut Mitchell und Bergman 1991 lassen diese Befunde vermuten, dass Madupite von Phlogopit-Lamproiten abgeleitet sind.[5]

Isotopenverhältnisse

Neodym-Strontium-Isotopendiagramm mit der Position verschiedener Lamproite

Isotopen	Badger’s Teeth	Pilot Butte	Middle Table Mountain
⁸⁷Sr/⁸⁶Sr	0,70534–0,70551	0,70545–0,70563	0,70551
¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd	0,51197–0,51204	0,51208–0,51211	0,51206–0,51209
²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb	17,436–17,457	17,542–17,583	17,534–17,535
²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb	15,473–15,484	15,489–15,508	15,491–15,496
²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb	37,272–37,463	37,480–37,523	37,501–37,512
δ¹⁸O	8,21–8,37	8,66–8,93	8,80–8,86

Bei den Isotopenverhältnissen setzen sich Madupite bzw. Madupit-Lamproite ebenfalls deutlich von den Phlogopit-Lamproiten (bzw. Orenditen) ab und zeigen höhere ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd- und etwas niedrigere ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr-Verhältnisse. Ihre Bleiisotopenverhältnisse liegen generell etwas höher. Im Isotopendiagramm ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd gegenüber ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr kommen Madupit-Lamproite im angereicherten Quadranten zu liegen, genau wie alle anderen Lamproite. Generell lassen sich zwei Trends erkennen: ein steiler, an ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr verarmter Trend und ein flacher Trend in Richtung ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr –reicher Krustenkomponente. Am steilen Trend liegen die Madupit- und Phlogopit-Lamproite der Leucite Hills sowie die Lamproite von Smoky Butte, wobei Smoky Butte extrem an ϵ Nd und an den Bleiisotopen abgereichert ist. Dem flachen Trend folgen die Lamproite der Toskana, Südostspaniens und Westaustraliens. Der Lamproit vom Gaußberg in der Antarktis nimmt eine Mittlerstellung ein.

Vorkommen

Vereinigte Staaten von Amerika:
- Wyoming:
  - Badger’s Teeth, Leucite Hills – Übergangs-Madupit-Lamproit
  - Middle Table Mountain, Leucite Hills – Übergangs-Madupit-Lamproit
  - Pilot Butte, Leucite Hills (Typlokalität) – Madupit-Lamproit

Einzelnachweise

Cross, C. W.: Art. XVI – Igneous rocks of the Leucite Hills and Pilot Butte, Wyoming. In: American Journal of Science. Vol. 4, 4th Series. New Haven 1897, S. 115–141.
Mirnejad, H.: Isotope geochemistry, petrology, and source evaluation of the Leucite Hills lamproites, Wyoming. Ph.D. thesis. Carleton University, Ottawa, Ont. 2002.
Mirnejad, H. und Bell, K.: Origin and Source Evolution of the Leucite Hills Lamproites: Evidence from Sr-Nd-Pb-O Isotopic Compositions. In: Journal of Petrology. Band 47, 2006, S. 2463–2489, doi:10.1093/petrology/eg1051.
Vollmer u. a.: Nd and Sr isotopes in ultrapotassic volcanic rocks from the Leucite Hills, Wyoming. In: Contrib. Mineral. Petrol.- Band=87. 1984, S. 359–368.
Mitchell, R. H. und Bergman, S. C.: Petrology of lamproites. Plenum Press, New York, New York 1991.

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[1] Cross, C. W.: Art. XVI – Igneous rocks of the Leucite Hills and Pilot Butte, Wyoming. In: American Journal of Science. Vol. 4, 4th Series. New Haven 1897, S. 115–141.

[2] Mirnejad, H.: Isotope geochemistry, petrology, and source evaluation of the Leucite Hills lamproites, Wyoming. Ph.D. thesis. Carleton University, Ottawa, Ont. 2002.

[3] Mirnejad, H. und Bell, K.: Origin and Source Evolution of the Leucite Hills Lamproites: Evidence from Sr-Nd-Pb-O Isotopic Compositions. In: Journal of Petrology. Band 47, 2006, S. 2463–2489, doi:10.1093/petrology/eg1051.

[4] Vollmer u. a.: Nd and Sr isotopes in ultrapotassic volcanic rocks from the Leucite Hills, Wyoming. In: Contrib. Mineral. Petrol.- Band=87. 1984, S. 359–368.

[5] Mitchell, R. H. und Bergman, S. C.: Petrology of lamproites. Plenum Press, New York, New York 1991.