针对内蒙古白云鄂博铁-铌-稀土矿床的成因争论,在岩相学研究的基础上,本文采用微区原位分析方法,对该矿床的碳酸盐矿物进行了碳同位素和微量元素组成测定。碳同位素分析结果表明:一号碳酸岩脉和菠萝头碳酸岩中方解石的δ13CVPDB分别为-9.24‰~-7.47‰(平均值-8.42‰)和-5.43‰~-4.14‰(平均值-4.82‰),具有或接近火成碳酸岩或岩浆热液碳同位素组成特征;主矿、东矿和西矿白云岩中白云石的δ13CVPDB分别为-5.53‰~-2.47‰(平均值-4.23‰)、-5.26‰~-2.46‰(平均值-3.76‰)和-3.91‰~-1.45‰(平均值-2.97‰),介于地幔碳和沉积碳同位素组成之间;西矿粗晶大理岩中菱铁矿的δ13CVPDB为-0.61‰~1.54‰(平均值0.58‰),具有沉积碳酸盐碳同位素组成特征。微量元素分析结果表明:方解石稀土总量963.44ppm~5242.62ppm(平均1945.83ppm),稀土超常富集;白云石稀土总量17.29ppm~321.15ppm(平均89.79ppm,剔除一个3527.84ppm的异常点),比方解石低一个数量级但明显富集;菱铁矿稀土总量0.28ppm~6.10ppm(平均1.54ppm),比方解石低3个数量级,稀土不富集。结合地质证据,本文认为西矿区的菱铁矿为沉积成因,与稀土矿化无关;一号脉和菠萝头具有后生特征的碳酸岩为岩浆或热液成因,与稀土成矿物质同源;矿区白云岩可能是原沉积碳酸盐岩被富含Ca、稀土、F等组分的岩浆或热液交代形成的。该矿床的磁铁矿可以由沉积菱铁矿遭受富含稀土的成矿流体改造而成,磁铁矿化与稀土矿化具有成因联系但物质来源不同,磁铁矿的铁质来自菱铁矿,而稀土来自成矿流体,与碳酸岩浆活动息息相关。