Представлены новые петрологические, изотопно-геохронологические и геофизические данные по ультрамафит-мафитовому массиву Орцог-Ула в Западной Монголии. Установлено двухфазное строение массива: 1) ритмично-расслоенная перидотит-габбровая серия пород (278.7 ± 2.5 млн лет) и 2) слабодифференцированная серия (272 ± 2 млн лет), сложенная биотитсодержащими амфибол-оливиновыми габбро и габброноритами. Обратный порядок распределения пород от лейкократовых в основании к меланократовым в верхней части каждого ритма расслоенной серии указывает на опрокинутое залегание массива вследствие тектонических процессов. Породы первой фазы внедрения по петрохимическим характеристикам (меньшими содержаниями Na₂O+K₂O, TiO₂, P₂O₅), по уровню концентраций некогерентных элементов отличаются от пород второй фазы. Предполагаются различные мантийные источники: для первой фазы - деплетированный (положительный (εNd), а для второй - обогащенный (отрицательный εNd). Рассчитанные исходные расплавы для первой и второй интрузивных фаз относятся к пикробазальтовым магмам. Построена карта аномальных значений модуля вектора магнитной индукции, с помощью которой уточнено строение массива Орцог-Ула.