近年鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组不断取得天然气勘探突破,且天然气藏地球化学特征显示自生自储,但对马家沟组低有机质丰度、高热演化的碳酸盐岩烃源评价尚存争议。成烃生物研究可为马家沟组烃源的成烃潜力与成源环境提供新角度和新方法。选取鄂尔多斯盆地T112井马家沟组岩心样品,运用光学显微镜、扫描电镜及地球化学测试手段展开分析。研究结果显示,马家沟组成烃生物类型多样,纵向分布有差异,主要包括浮游藻类、底栖藻类、动物有机碎屑体和矿物沥青基质;各段成烃生物组合不同,马五段含较多浮游藻类,马四段以底栖藻类为主,马三段有机质多以矿物沥青基质形式存在。地球化学特征表明,马三段和马五段TOC较高,有机碳同位素组成变化小;马三段碳氧同位素整体较轻。综合分析表明马三段和马五段沉积环境有利于成烃生物发育,其TOC高与浮游藻类相关,同时咸化环境、陆源输入和局限海沉积相是马三段和马五段浮游生物发育的主控条件,且该层段无机碳同位素负漂指示马家沟组曾发生大规模生烃作用,表明其碳酸盐岩层系可作为有效烃源供给油气成藏。