鄂尔多斯盆地北部杭锦旗探区上古生界烃源岩问题争议大。通过有机地球化学分析、盆地模拟等方法手段对研究区上古生界烃源岩展开研究。结果表明,上古生界发育石炭系、二叠系两套烃源岩,煤层是最好的烃源岩,泥岩为差烃源岩。煤层有机碳的质量分数最高,平均值为61.32%;有机质类型好,以Ⅲ型干酪根为主,属于生气型源岩;有机质成熟度为0.8%~1.3%,已经进入生气高峰阶段。烃源岩生气强度为(0.1~1.3)×109m3/km2,具备为研究区天然气成藏提供物质基础的条件。盆地模拟结果表明山西组总生气量大于太原组,是主要的烃源岩层系。烃源岩从侏罗纪末进入大规模生烃阶段,生烃高峰为早白垩世。研究区石炭系和二叠系煤层是上古生界天然气成藏的主要气源岩,天然气组分中甲烷含量变化、天然气侧向运移距离等证据进一步佐证了上述观点,突出了研究区上古生界烃源岩的原地性特征。