湘中地区出露三叠纪花岗岩,其岩石成因和构造背景对揭示华南中生代构造演化具有重要意义,且花岗岩型铀矿床是华南地区重要的铀矿类型之一。本文以湖南省中部井头镇关帝庙花岗岩为研究对象,开展年代学、岩相学、全岩地球化学及Sr-Nd同位素研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学结果显示,关帝庙花岗岩形成于247±1 Ma,为中三叠世。岩体相对富集SiO₂、K₂O和Al₂O₃,A/CNK=0.95~0.98,属于准铝质高钾钙碱性系列花岗岩类;样品呈现出轻稀土元素及大离子亲石元素(Rb、Th、U、K等)的显著富集特征,重稀土元素、高场强元素(Nb、Ta、Ti)和Ba、Sr等元素呈现相对亏损特征;Eu具有明显的负异常(δEu=0.45~0.53);全岩Sr-Nd同位素显示较高的Sr初始比值((⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.714235~0.714452),低的Nd值(?_Nd(t)=-9.23~-9.07),老的二阶段模式年龄(T_DM²=1.75~1.77 GA)。结合前人研究及在野外调查中发现岩体中含有暗色包体的存在,认为关帝庙花岗岩为华南板块与印支板块碰撞作用导致幔源岩浆底侵于下地壳部分重融形成的壳-幔混合岩浆形成的产物,形成于印支运动同碰撞的构造环境。关帝庙花岗岩中U含量(6.79×10^-6~10.7×10^-6)较高,为铀成矿提供铀源。