We studied the effects of hydrothermal alteration on magnetic properties of the magnetite and hematite components in the 1.1 Ga Portage Lake Volcanics, Upper Peninsula, Michigan. Results show the importance of the intensity and direction of the hematite magnetization in the detection of secondary magnetite overprints in basalts. We collected samples from 20 flows in two stratigraphic sections, one from outcrops and the other from drill core. The remanence unblocked below 590 °C during thermal demagnetization is considered to be due to magnetite, and that unblocked between 610–690 °C is considered to be due to hematite. Hematite remanent intensities in the flow interiors are an order of magnitude less intense than those of magnetite, and correlate with magnetite intensities from the top of the volcanics to the lower prehnite–pumpellyite zone (5.5 km depth) in the outcrop section and to the epidote–pumpellyite zone (7.0 km depth) in the core section. These magnetic properties are very similar to those of Recent Icelandic basalt flows. Below these depths, magnetite intensities decrease until they are equal to hematite intensities. Hematite remanent intensities do not consistently increase with depth, suggesting that secondary hematite produced during hydrothermal alteration is a minor contributor to hematite intensities. The magnetite directions become distinct from the hematite directions in the prehnite–pumpellyite zone (6.2 km depth). This difference in directions indicates an unresolved secondary overprint formed during hydrothermal alteration. We conclude that the magnetite component carries a secondary overprint; a conclusion that contrasts with that of a previous study. Thermo-viscous remanent magnetization obtained over a time period of 1–10 Ma near 300 °C would be enough to account for much of the secondary component.

Nous avons étudié les effets de l'altération hydrothermale sur les propriétés magnétiques de la magnétite et de l'hématite dans les volcanites de Portage Lake, datées de 1,1 Ga, dans la péninsule supérieure du Michigan. Les résultats démontrent que l'intensité et la direction de l'aimantation de l'hématite interviennent de manière importante dans la détection des surimpressions portées par la magnétite secondaire dans les basaltes. Les échantillons ont été prélevés dans 20 coulées laviques, appartenant à deux coupes stratigraphiques, dont une a été échantillonée directement sur les affleurements et l'autre par carottage. La rémanence non bloquée sous 590 °C durant la désaimantation par chauffage est attribuée à la magnétite, tandis que la rémanence non bloquée entre 610–690 °C relève de l'hématite. Les intensités rémanentes de l'hématite localisée à l'intérieur des coulées sont moins intenses, elles sont inférieures d'un ordre de magnitude; dans la coupe exposée, il y a corrélation avec les intensités de la magnétite du sommet des volcanites jusqu'à la zone de préhnite–pumpellyite inférieure (5,5 km de profondeur), tandis que dans la coupe échantillonnée par carottage, il y a corrélation jusqu'à la zone de l'épidote–pumpellyite (7,0 km de profondeur). Ces propriétés magnétiques ressemblent grandement à celles mesurées pour les coulées de basalte récentes en Islande. En dessous de ces profondeurs, les intensités de la magnétique décroissent jusqu'à ce qu'elles deviennent égales à celles de l'hématite. Les intensités de l'hématite n'augmentent pas régulièrement avec la profondeur, ce qui suggère que l'hématite secondaire qui a été formée durant l'altération hydrothermale contribue très peu aux intensités de la magnétite. Dans la zone à prehnite–pumpellyite (6,2 km de profondeur) les directions de la magnétite sont nettement isolées de celles de l'hématite. Cette différence dans les directions indiquent une surimpression secondaire irrésolue durant l'altération hydrothermale. Nous concluons que la magnétite porte une surimpression secondaire; une conclusion qui diffère de celle d'une étude antérieure. L'aimantation rémanente thermo-visqueuse acquise sur une période de 1 à 10 Ma, à environ 300 °C, serait suffisante pour expliquer en majeure partie cette composante secondaire. [Traduit par la rédaction]