第69卷第2期2023年3月地质论评GEOLOGICALＲEVIEWVol．69No．2March，2023注:本文为国家自然科学基金资助项目(编号:42272136、41572134)的成果。收稿日期:2022-05-10;改回日期:2022-09-10;网络首发:2022-10-20;责任编辑:刘志强。Doi:10．16509/j．georeview．2022．10．001作者简介:于炳松，男，1962年生，博士，教授，主要从事沉积学、页岩油气和储层地质学研究;Email:yubs@cugb．edu．cn。复杂性科学在页岩油气勘探和研究中的应用于炳松，阮壮中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京，100083内容提要:复杂性科学是当今世界科学重要的前沿领域之一。为了促进复杂性科学的基本理论和方法在页岩油气勘探和研究领域的广泛应用，笔者等重点围绕地质系统复杂性的基本内涵，从地质系统构成单元的多重耦合和相互作用、地质作用的复杂时空结构、地质作用过程中的自组织临界过程动力学以及矿产资源形成在混沌边缘等方面，介绍了地质系统复杂性研究的基本理论和研究方法。将上述地质系统复杂性理论运用于页岩油气系统，探讨了利用复杂系统的总体特征通过局域组成单元相互作用的“涌现”机制，来解决目前页岩储层中存在的如何利用微观局域精细表征进行客观刻画宏观储层特征问题;分析了利用地质作用的时空结构理论，建立页岩储层非均质性的静态和分形时空结构的方法;在整体论思想指导下，根据地质系统在混沌边缘分形生长这一规律，探讨了页岩油气在自组织临界态的混沌边缘富集预测方法。复杂性科学的理论和方法，必将在页岩油气的勘探研究中发挥越来越重要的作用。关键词:复杂性科学;自组织临界性;时空结构;混沌边缘;页岩油气复杂性科学(ScienceofComplexity)是一个综合性、交叉性学科，是系统科学发展的新阶段。“非线性”和“复杂性”已成为当今世界科学的重要前沿领域之一(CoveneyandHighfield，1995;於崇文，1998a，b;2003)。复杂性科学研究“复杂性涌现机制”(mechanismsofemergenceofcomplexity)，被认为是21世纪的科学(戴汝为，1997;於崇文，1998a，b)。有关“复杂性”(complexity)的定义至今尚未取得统一的认识。要理解“复杂性”，首先必须明确“复杂系统”(complexsystems)的概念。“复杂系统是由大量、不同而且强相互作用(即非线性相互作用)的组成单元构成的系统”(CoveneyandHighfield，1995;於崇文，1998a，b;2003)。复杂系统的构成要具备3个条件，即多个组成单元、每个单元特性不同以及单元之间具有强相互作用。因此，“复杂性”是指“远离...
