白云鄂博矿床是世界级的稀土-铌-铁矿床,其复杂的成矿过程以及赋矿白云岩成因等关键问题存在重大争议,使得白云鄂博矿床成因至今未达成统一认识。本次研究利用偏光显微镜、扫描电镜(SEM)、自动矿物分析技术—先进矿物识别与表征系统(AMICS)、地球化学分析以及数理统计等手段,结合丰富的矿物同位素年代学数据来深入剖析白云鄂博多期成矿过程。结果表明,白云鄂博矿床矿物组合演化全过程可分为六个阶段:粗粒白云岩相、细粒白云岩相、浸染状矿化、条带状矿化、块状矿化及脉状矿化,其中铁、稀土、铌矿物在各阶段的种类、含量、分布特征及共生组合均存在显著差异,各阶段主微量元素特征与矿区内广泛发育的碳酸岩脉表现一致。通过成矿元素的相关性、聚类、因子分析等综合分析得出六个元素共生组合,分别为Na₂O-K₂O-SiO₂-Al₂O₃、TFe-TiO₂-Nb-Th、MgO-CaO-SrO-MnO、REE-Sc-F-P、S-BaO、F-CaO,同样表明白云鄂博Fe-REE-Nb矿床是一个复杂多期多阶段多金属共伴生的矿床,与矿物演化序列相一致,揭示了成矿元素的异常富集与碳酸岩岩浆演化以及后期热液改造密切相关。最终结合不同矿物的同位素年代学数据,指示白云鄂博矿床经历了至少三个显著的地质-成矿活动期:中元古代主成矿期(~1.4-1.3 Ga)、早古生代热液叠加改造期(~470-420 Ma)以及晚古生代局部热事件影响期(~280-260Ma),最终确立了一个清晰的“多期复合成矿”模型。