近年来,鄂尔多斯盆地东北部奥陶系海相碳酸盐岩作为潜在烃源岩,其地球化学基本特征和生烃潜力已被广泛研究。然而,关于烃源岩沉积古环境的氧化还原条件仍存在争议。为了更合理地判识沉积古环境的氧化还原条件,对马家沟组盐下马三段烃源岩(黄铁矿编号Py1和Py2)和马五₆亚段(黄铁矿编号Py3)烃源岩中的黄铁矿进行岩石学、矿物学、微量元素、S-Fe同位素分析。结果表明:(1)马家沟组盐下烃源岩中黄铁矿主要为棒状集合体、致密椭圆状及自形—半自形3种形态,且Py1、Py2和Py3的Co/Ni值均小于1,为沉积成因黄铁矿。(2)黄铁矿的S同位素数据显示Py1、Py2和Py3均形成于缺氧—硫化的还原环境。其中Py1和Py3形成于硫酸盐含量充足的开放水体中,δ³⁴S值小于-20‰。Py2的δ³⁴S值相对较高,是受水体沉积物沉积速率较快影响。(3)Py1、Py2和Py3的δ⁵⁶Fe值整体变化范围较大,反映了氧化还原环境的不均一性,与烃源岩沉积期海平面变化和陆源输入有关。其中马三段烃源岩形成于相对封闭的强还原环境,更有利于有机质的保存。研究明确了马家沟组盐下碳酸盐岩烃源岩中黄铁矿的成因、形成过程及烃源岩沉积期的氧化还原环境,该方法有助于深层碳酸盐烃源岩的古环境氧化还原条件分析。