塔里木盆地海相原油的主力烃源岩层位存在寒武系-下奥陶统还是中上奥陶统的争议。原油无机地球化学指标受热演化及次生变化影响较小,可以应用于油源对比。根据海相原油及两种烃源岩样品进行微量元素组成特征进行烃源岩对比、油油对比及油源对比,发现Cu/V、Mo/Co、Ni/Mo等有效油源对比指标,并利用聚类分析将原油分为三类,指出其烃源岩层位。第Ⅰ类原油各油源对比指标介于Ⅱ、Ⅲ类原油之间,具混源特征,产于塔北、塔中地区及塔西南地区曲3井。第Ⅱ类包括英买2井中上奥陶统端元油,Cu/V比介于0.0005～0.07,Mo/Co比主要分布于0.20～5.42,Ni/Mo比则大于62.55,与中上奥陶统烃源岩可比,产于塔北、塔中地区。第Ⅲ类原油主要产于塔西南、塔中地区及塔北轮南油田轮南631井,包含中深1C井寒武系端元油,Cu/V比介于0.13～5.47,Mo/Co比主要分布于5.42～21.95,Ni/Mo比则不超过11.97,最低为0.86,与寒武系-下奥陶统烃源岩可比。Pb同位素组成上三类原油分布范围重合度较高,仅Ⅲ类原油存在轻Pb同位素比值的塔中103、玛4井样品,与寒武系-下奥陶统烃源岩早期排烃可比。各类原油Sr同位素组成差异不大,无油源对比意义。