嵩山是新太古代花岗质岩石出露的典型地区之一,记录了华北克拉通的早期演化历史。新太古代海神庙花岗岩体是近年从原“登封杂岩”新解体出的一个变质变形花岗岩体。本次研究以新太古代海神庙花岗岩体为研究对象,通过对岩石学、岩相学、地球化学、地质年代学研究,探讨成因及构造环境等,取得主要地质成果如下:(1)海神庙花岗岩体南北长约7.3km,东西宽约5km,出露面积约17km2。岩体主要出露灰白色中细粒片麻状奥长花岗岩,主要矿物为斜长石(60%-65%)、石英(30%-35%),次要矿物为黑云母(5%±),可见少量白云母。(2)锆石U-Pb年代学研究获得两个上交点年龄为2519Ma±14Ma和2551Ma±38Ma,因此2600Ma~2500 Ma为海神庙花岗岩体的结晶年龄,该年龄指示了海神庙花岗岩体侵入于新太古代,属嵩阳期岩浆活动产物。(3)岩石具有高硅、富碱、过铝、贫钙镁的特征,里特曼指数δ为1.14~2.13,显示钙碱性特征(δ<3.3)。随着SiO2含量的增加,TiO2、Al2O3、FeOt、CaO、MgO、P2O5含量减少,且具有较好的负相关性,说明岩石以结晶分异为主。(4)岩体REE总量偏低,重稀土元素强烈亏损,轻稀土富集。LREE/HREE比值为9.95~21.61,具有较高的(La/Yb)N比值(21.07~56.67),(La/Sm)N=4.21~7.74,(Gd/Yb)N=2.01~4.97,体现轻重稀土强烈分异的特点。样品δEu出现微弱正异常和δEu负异常,可能与斜长石的分异有关。具有明显的Th、K、La、Pb、Nd、Sm正异常以及U、Ta、Nb、P、Ti负异常,高场强元素Zr-Hf轻微负异常或无异常,岩石具有高的Sr含量和高的Sr/Y比值,Cr、Ni、Yb、Y含量较低,指示海神庙花岗岩体与新太古代TTG岩系和新生代高硅埃达克岩具有相似的地球化学特征。(5)岩石矿物组合及地球化学特征显示海神庙花岗岩体形成于火山岛弧或者大陆边缘弧环境,是在较高温度和压力下由含水玄武质洋壳俯冲并部分熔融形成。