煤层气化学组分、甲烷碳氢同位素特征对煤层气成因、分布规律和煤层气资源评价具有重要意义。为了查明河东煤田北部太原组煤层气成因,采集研究区煤层气井解吸气样,通过组分分析、CH₄碳氢同位素测试,根据煤层气成因图版,分析了煤层气稳定同位素的地质影响因素,揭示了研究区煤层气成因。结果表明,太原组煤层气甲烷δ¹³C₁值介于-63.5‰~-34.7‰,平均-47.9‰。影响甲烷碳同位素分馏效应的主要因素为煤层埋深、煤变质程度、水动力条件。研究区大部分地区煤层气甲烷碳同位素δ¹³C₁在一定程度上变轻。次生生物成因气补充是保德、兴县地区浅部煤层气变轻的主要原因,中部水动力活跃地区引起水动力分馏对此也有一定影响。中深部煤层气解吸分馏,导致解吸带煤层气甲烷碳同位素δ¹³C₁变轻,原生带煤层气甲烷碳同位素δ¹³C₁有一定程度变重。深部可能存在油型气的生成或输入,是引起深部煤层气甲烷碳同位素δ¹³C₁变重的原因。