近年来,鄂尔多斯盆地二叠系太原组灰岩中天然气备受关注,也成为天然气勘探的重要领域。但对于太原组灰岩层中天然气的成因及分布,特别是这套含一定有机质的灰岩的生烃能力,能否成为有效气源岩的研究相对薄弱。本文通过对上古生界太原组灰岩天然气的组分和碳同位素分析,首次获得天然气丙烷特位同位素结果,与相应层系煤型气及下古生界碳酸盐岩层系油型气进行对比。发现上古生界太原组灰岩天然气明显区别于下古生界盐下层系"自生自储"型油型气,意味着两者无明显成因来源的相关性,结果不支持下古生界碳酸盐岩层系规模聚集的天然气源自上古生界灰岩烃源的可能性。上古生界太原组灰岩天然气与上古生界典型煤型气高度一致。除常规天然气地球化学特征一致外,丙烷特位同位素Δ_C-T值分布范围小,且大于0,明显显示出源于Ⅲ型干酪根,丙烷主要通过n-C₃H₇自由基途径生成的特征。作为对比研究,对太原组灰岩展开总有机碳测定、干酪根碳同位素及有机显微组分等烃源岩地球化学分析,结合天然气地球化学分析,认为太原组灰岩有机质丰度偏低,有机质类型较好,干酪根类型主要为Ⅱ-Ⅲ型,处于成熟末期-高成熟演化阶段,虽具备一定的生烃潜力,但与石炭-二叠煤系烃源岩生烃能力相差较远,目前未见规模生烃,更不足以为下古生界供烃。