岩石孔隙结构作为储层地质的重要研究内容,一直是地质研究关注的关键基础问题之一。目前,岩石孔隙结构的表征已经积累了大量的表征分析方法。其中,成像分析法因其成本低廉、操作简单,分析结果准确可靠,是应用最广泛的孔隙结构表征方法之一,为岩石孔隙结构的分析提供了直观的表征策略。传统的岩石孔隙光学成像技术是将标记物（有机玻璃或环氧树脂）在高温高压下注入岩石孔隙中,会在一定程度上对岩石的原生孔隙结构产生破坏,影响分析结果的准确性。本课题组在前期工作中,将双功能纳米粒子引入岩石孔隙结构分析,利用外加磁场将其注入岩石孔隙,避免了高温高压对岩石孔隙结构的破坏,利用纳米粒子的荧光特性,实现了岩石孔隙的暗场成像分析。然而,由于该双功能纳米粒子仅通过简单的物理包覆将荧光分子罗丹明B（Rhodamine B,RhB）与磁性粒子包裹在SiO₂壳层中,其荧光强度弱且稳定性较差,在实际应用中会受到很大的限制。基于此,本文提出了一种将荧光染料RhB与磁性粒子Fe₃O₄偶联的化学键合方法,以期获得荧光强度高、稳定性好的双功能纳米粒子。开展的主要研究内容如下:（1）通过分步修饰的合成路线制备磁性荧光Fe₃O₄/SiO₂/APTES-RhB纳米粒子,考察了不同合成步骤中的实验条件对其反应产物形貌、粒径等的影响,优化了实验流程。利用X射线光电子能谱对复合纳米粒子中酰胺键的生成进行了详细讨论和验证,并对复合纳米粒子的形貌、组成、结构、磁性和荧光性能进行表征。结果表明:最优条件合成的的Fe₃O₄/SiO₂/APTES-RhB复合纳米粒子呈球型,平均粒径为62 nm,具有超顺磁性,能够被外加磁场有效控制,对比包覆法制备的Fe₃O₄/SiO₂/RhB复合纳米粒子,具有更好的稳定性和更高的荧光强度。（2）以碳酸盐岩和砂岩为岩石样本,通过对比不同注入时间下获得的荧光图像,发现其注入岩石孔隙的饱和时间为6 h左右。同时,采用图像分析软件对荧光图像进行面孔率的统计和分析,与气测孔隙度相比,发现碳酸盐岩和砂岩两种岩石的面孔率统计结果的偏差均在1%以内,证明了基于纳米粒子的岩石孔隙成像方法的准确性。对比包覆型纳米粒子,键合型纳米粒子得益于其更强的荧光,在荧光显微镜下能够提供更清晰的视野,获得岩石基质（黑色）和孔隙（明亮）之间强对比度的荧光图像。使基于纳米粒子标记的岩石图像分析过程更具有实用性,有效提高了岩石孔隙分析的准确性。