根据题意，x、a、b、y四个数成等差数列，则a+b=x+y，

x、m、n、y四个数成等比数列，则mn=xy，

则

(a+b)2

mn

=

(x+y)2

xy

=

y

x

+

x

y

+2，

又由x、y是正数，可得

y

x

、

x

y

都是正数，

则

(a+b)2

mn

=

y

x

+

x

y

+2≥2

x y ? y x

+2=4，

即

(a+b)2

mn

的最小值为4，其取值范围是[4，+∞）；

故选D．