白云鄂博Fe-REE-Nb矿床属于世界上超大型矿床,也是稀土元素的最重要产地。自丁道蘅于1927发现之后,中外许多地质学家对其进行了大量的研究,尽管已取得丰硕成果,但由于其多种物质混合、多期构造复合、多种成矿作用叠加等原因,其真正的成因仍然是未解之迷。结合国内外近期研究资料,针对目前仍存在的问题,诸如白云岩的岩性与成因、近矿板岩的成因、成矿环境,成矿时代以及矿化期次等,展开分析研究。野外观察和镜下分析表明,矿区白云岩广泛受到后期矿物交代,晚期矿物都明显挤压、穿插、溶蚀早期白云石;矿区周围板岩呈现破碎特征,并且有明显交代特征,同样受到多期构造活动。对矿石中黄铁矿进行电子探针分析,发现其具有变质热液型和火山、次火山热液型矿床中黄铁矿特征。利用ICP-MS对白云岩及其周围板岩的主、微量元素进行分析,表明白云岩、板岩微量元素特征都明显富Ba、Th、Nb、REE,而U、K、Zr和Ti则出现负异常;REE型式均属于轻稀土富集型,随着REE含量的增加,微量元素的含量相应有所增加;稀土和变质板岩Nb的含量都很高,显示了成矿热液强烈富Nb贫Ta特征。白云岩既具有部分火成碳酸岩的地球化学特征,也具有部分沉积碳酸盐的地球化学特征,表明白云鄂博赋矿白云岩不是典型的火成碳酸岩或沉积碳酸盐岩,而且受热液活动影响明显。根据碳氧、S、Sr同位素特征,认为白云岩形成于大陆边缘扩张海盆环境,矿床形成时岩浆碳酸岩与海水发生过同位素交换,白云岩并非典型火成沉积岩和沉积碳酸盐。采用同步辐射装置对白云岩包裹体进行分析研究,发现包裹体中分布有Ca、Mn、Fe,证明包裹体受后期热液活动影响,后期热液活动对白云鄂博矿床的形成起到富集叠加作用,同时说明XRF是研究包裹体成分的有效手段。本文获得了 180Ma、170Ma和99Ma的磷灰石裂变径迹年龄,体现了矿区花岗岩成矿后的热事件和降温过程。结合其他定年成果,分析表明白云鄂博地区经历多期构造活动和交代变质,Sr等同位素系统相应被再置。