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1260年，忽必烈即大汗位，与幼弟阿里不哥发生了汗位之争。旭烈兀向争位双方派出使者，表示拥护忽必烈为大汗，指责阿里不哥。忽必烈遣使传旨，将阿姆河以西直到埃及边境的波斯国土和该地蒙古、阿拉伯军民划归旭烈兀统治。于是，原由大汗政府直接管辖的波斯地区，实际上成为旭烈兀的领地，从而建立了又一个王朝。其领土东起阿姆河和印度河，西方包含小亚细亚大部分地区，南抵波斯湾，北至高加索山。旭烈兀以蔑剌哈（今伊朗东阿塞拜疆省马腊格）为首都，设宰相以掌管全国政务，任命了各省长官，命长子阿八哈领汗国东部呼罗珊等省地。