近年来,页岩气资源在北美地区的成功开发掀起了全球“页岩气革命”的热潮。与常规储层不同,页岩中大量发育的微纳米孔隙是页岩气重要的储集空间和运移通道。因此,页岩微孔表征成为页岩气勘探开发领域的重要研究内容。其中,扫描电镜成像分析是页岩微孔表征中最常用的方法之一。然而,该成像方法是根据孔隙与页岩基质的灰度差异来识别孔隙的,由于部分基质（如有机质）与孔隙都是暗黑色,灰度值接近,微区的孔隙识别不但极易误判而且费时费力。本论文将Au/Fe3O4（金/四氧化三铁）复合纳米粒子作为孔隙标识物,引入页岩微孔的扫描电镜成像分析中以解决其微孔识别问题。首先探讨了Au/Fe3O4复合纳米粒子作为孔隙标识物的设计依据:在扫描电镜下,Au元素亮度极高,与页岩基质具有显著的灰度差异,能够将孔隙“点亮”;Fe3O4组分的引入使该纳米孔隙标识物能够方便地被外磁场操控,解决了页岩中纳米流体注入的实验难题。接着利用两步法成功合成了Au/Fe3O4复合纳米粒子,详细探讨了纳米粒子纯化过程的酸化反应机理。研究发现了酸化时间对纳米粒子粒径的控制规律。经过酸化处理后,纳米粒子的平均粒径从49 nm减小到36 nm,更有利于进入页岩微孔中。进一步利用透射电镜、扫描电镜、原子吸收分光光度计、振动样品磁强计等表征了复合纳米粒子的形貌、组成和磁性特征。结果显示,复合纳米粒子为球状,平均粒径约为36 nm;复合纳米粒子中铁和金的含量分别为52.4%、19.2%;该复合纳米粒子具备超顺磁性,磁饱和强度约为40 emu/g,能够轻易地被外磁场操控,达到了孔隙标识物的设计目的。详细探讨了基于纳米孔隙标识物的页岩微孔扫描电镜成像方法的优势。在大视域下,该方法避免了盲目寻找代表性区域的繁琐过程,能够直观地获得孔隙的位置和分布情况;微区放大的小视域下,该方法能够成功应用于不同类型的页岩微孔的表征。尤其是在分析有机质孔时,孔隙标识物与有机质明显的灰度差异不但能够准确获得孔隙信息,而且能够避免由于有机质与孔隙灰度接近引起的孔隙误判。最后,利用代表单元法确定了典型页岩样品计算面孔率所需要的最小面积单元,并将面孔率与气测孔隙度结果进行对比,发现二者具有较好的相关性,验证了该成像分析方法的实用性。