军一城未克，改命忽必烈统其军。忽必烈在开平主持第二次佛道两教的辨论大会；佛胜道败。1259年宪宗九年宋开庆元年七月，蒙哥汗死于合州钓鱼山军中。九月，忽必烈进围鄂州。旭烈兀进兵叙利亚，闻蒙哥死，东归。闰十一月，宋贾似道遣使请和，阿里不哥谋即汗位，忽必烈率师北还。1260年元世祖中统元年宋景定元年夏，阿里不哥与忽必烈相继于和林和开平即蒙古大汗位。五月，忽必烈建元中统。立中书省、燕京行中书省。设十路宣抚司。造中统交钞、元宝钞。八月，忽必烈遣合丹等击败阿里不哥派往关陇的阿兰答儿，俘斩之于甘州。冬，忽必烈决定亲征和林。阿里不哥逃往谦谦州。忽必烈命移相哥留驻和林，自回开平。是年，忽必烈尊八思巴为国师。封李璮为江淮大都督，罢侵高丽兵。1261年中统二年景定二年七月，立翰林国史院。秋，阿里不哥以假降袭取和林，忽必烈再次亲征。十一月，败阿里不哥于昔木土脑儿。十二二月，封皇子真金为燕王，领中书省事。是年，阿里不哥遣察合台之孙阿鲁忽往镇河中地区，阿鲁忽归附忽必烈。设劝农司，以姚燧为大司农。1262年中统三年景定三年二月，李璮叛乱，占领益都、济南。忽必烈诛王文统、发兵讨李璮。七月，蒙古军破济南，史天泽杀璮。是年，金帐汗别儿哥与伊利汁旭烈兀为争夺高加索地区发生内讧，旭烈兀兵败。1263年中统四年景定四年正月，立十路奥鲁总管。五月，升开平府为上都，立枢密院。1264年中统五年至元元年景定五年七月，阿里不哥归降忽必烈。八月，改号至元。十二月，罢诸侯世守，立迁转法。是年，李璮余党毛璋发动兵变，兵败被杀。忽必烈封旭烈兀为伊利汗。改燕
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