珠江口盆地文昌A 凹陷西部地区断裂体系的拓扑结构、分形特征及其与油气藏分布的关系

马赛婷，胡 林，李 明，王 迪，陈 林，程燕君，徐 彬，吴智平,6

1. 中国石油大学（华东） 地球科学与技术学院，青岛 266580；

2. 中海石油（中国）有限公司 海南分公司，海口 570312；

3. 中海石油（中国）有限公司 湛江分公司，湛江 524057；

4. 新疆大学 地质与矿业工程学院，乌鲁木齐 830047；

5. 山东科技大学 地球科学与工程学院，青岛 266590；

6. 山东省深层油气重点实验室，青岛 266235

含油气盆地的断裂系统是由多走向、多性质、多期次以及多级序断裂构成的复杂网络体系（Duffy et al.，2017）。不同应力背景下，断裂网络的发育具有明显的差异性，单一伸展应力背景下，往往产生近乎平行的断裂网络体系；而多期应力背景下，不同走向的断裂相互作用，断裂派生、侧接等连接方式大量出现，形成相对复杂的断裂网络体系（Gawthorpe et al.，2008；Whipp et al.，2013；Peacock et al.，2016）；除了区域应力的影响，断裂网络体系的发育还受多种地质因素影响，先存断裂的复活、局部应力的变化等均会改变断裂网络体系的发育特征（Duffy et al.，2015；胡阳等，2018；程燕君等，2020；Wang et al.，2021；2022）。作为含油气盆地内部重要的构造变形方式，断裂体系的发育特征对油气藏的分布有着显著的控制作用（Aydin，2000；王迪等，2021），其不仅可以为油气运移提供优势通道，发挥输导的作用（漆家福，2007；Fossen and Rotevatn，2016），还可形成断块圈闭，为油气聚集提供有利场所（罗群，2010；吴智平等，2010），因此，断裂体系研究一直是含油气盆地研究领域的热点问题。

近年来，数学分析的理论与方法被越来越多的应用到断裂网络体系研究中（Manzocchi，2002；孟宪国，1991），为断裂网络体系研究实现由定性描述到定量表征的转变提供了有效手段。拓扑理论作为研究几何图形或空间在连续变形后仍保持不变的性质的理论（Malescio et al.，2003；Sanderson and Nixon，2015），国内外学者将其运用于断裂体系研究，通过对断裂网络体系中节点和分支等拓扑参数的提取（Sanderson and Nixon，2015），明确其拓扑结构（王迪等，2021），计算其连接效率（Valentini et al., 2007），可实现对断裂网络体系连通性的定量表征（Morley and Nixon，2016）；断裂网络体系是由不同级序断裂组成的具有自相似性的分形体系，因此运用分形理论实现对分维值等参数的计算（Mandelbrot and Aizenman，1979；申维，1998），可为揭示断裂网络体系空间展布的差异性、定量表征断裂网络体系的复杂程度提供有效的方法和手段（孟宪国，1991；曾联波等，2001；谢焱石和谭凯旋，2002；黄丹等，2010；沈超等，2011；崔中良等，2022）。

文昌A 凹陷西部地区是珠江口盆地珠三坳陷中的重要油气富集区块（林兴荣和孙志鹏，1999；聂逢君等，2011；李辉等，2014），断裂是该地区油气成藏最重要的控制因素（胡杨等，2015；杨计海等，2019；蔡国富等，2021；王嘉等，2021），系统揭示断裂网络体系发育的时空差异是该地区油气勘探实践的迫切需求。为此，本文以文昌A 凹陷西部地区为解剖对象，运用最新的三维地震资料，在对断裂体系精细刻画的基础上，运用拓扑、分形理论，实现断裂网络体系连通性及复杂程度的定量表征，并结合典型的油气藏剖面，探讨断裂网络体系拓扑结构、分形特征与油气藏分布的关系，旨在为定量表征含油气盆地断裂体系发育特征提供方法借鉴，同时也可为该地区油气勘探实践提供指导。

1 断裂体系的发育特征

研究区位于珠三坳陷文昌A 凹陷的西部，其作为珠江口盆地中的重要组成部分（图1a），新生代以来经历了多期次的构造演化阶段，前人将其划分为古新世—早渐新世断陷阶段、晚渐新世—早中新世断拗转换阶段、中中新世—现今坳陷阶段（李辉等，2014；杨计海等，2019）。古新世—早渐新世断陷阶段，太平洋板块向欧亚板块持续俯冲，印度板块与欧亚板块相互碰撞，研究区经历了三期重要的构造运动，从早到晚依次为神狐运动、珠琼I 幕运动和珠琼II 幕运动，在研究区产生NW-SE向的伸展应力场；晚渐新世—早中新世断拗转换阶段，古南海持续俯冲，南海开始呈南北向扩张，该区经历了第四次构造运动，即南海运动，区域应力场方向转变为近S-N 向；中中新世至今坳陷阶段，古南海俯冲消亡的同时南海结束扩张，印度板块与欧亚板块持续挤压作用，太平洋板块俯冲减弱，菲律宾板块楔入欧亚板块与太平洋板块之间，该区经历了第五次构造运动，即东沙运动，应力场方向调整为NNE-SSW 向伸展（刘雨晴等，2019；张远泽等，2019；王嘉等，2021）（图1c）。由于受太平洋板块俯冲、印度—欧亚板块碰撞以及菲律宾板块的楔入等构造事件时空匹配的影响，研究区经历了多期次的构造运动，周缘区域应力场方向发生顺时针转变，导致不同构造层系断裂网络体系发育特征具有明显的差异性。

图1 文昌A凹陷西部地区地质特征Fig. 1 Geological characteristics of the western area of Wenchang A sag

断陷层系（Tg-T70）发育多条NE 向主干断裂，分别为珠三2 号断裂、珠三6 号断裂和珠三南断裂。平面上，珠三2 号断裂位于研究区西北部，其发育规模较大，连续性较好，两侧发育多条NE 向次级断裂，共同组成珠三2 号断裂带；珠三6 号断裂位于研究区中部，其北部连续性较差，呈NE 向雁列式展布，两侧发育多条近EW 向次级断裂，共同组成珠三6 号断裂带；珠三南断裂位于研究区南部，其发育规模大，延伸远，连续性好，次级断裂数量较少，共同组成珠三南断裂带（图2a）。剖面上，该构造层系断裂表现为板式或铲式正断层（图1b）。

图2 文昌A凹陷西部地区不同层系断裂体系Fig. 2 The fault systems at different horizons in the Western Area of Wenchang A Sag

断坳转换层系（T70-T40）NE 向主干断裂发育规模减小，NWW 向次级断裂广泛发育。平面上，珠三2 号断裂北部开始消亡，整体呈分段展布，珠三6 号断裂整体消亡，表现为近EW 向次级断裂沿NE 向左阶雁列展布，珠三南断裂发育规模减小，与次级断裂组合成帚状构造，主干断裂周围发育一系列次级断裂，且呈NE 向条带状展布，自西向东依次为珠三2 号断裂带、珠三6 号断裂带和珠三南断裂带；区内发育一系列次级断裂，且呈NW 向条带状展布，自北向南依次为D9-2-1—D10-2-1 井断裂带、D8-3-1—D9-7-1 井断裂带和D7-2-2—D14-1-1井断裂带（图2b）。剖面上，珠三2 号断裂与次级断裂呈Y 字形相交；珠三6 号断裂与该层系次级断裂组合成似花状构造；珠三南断裂与该层系次级断裂组合成Y 字形构造（图1b）。

坳陷层系（T40-T20）NE 向主干断裂趋于消亡，NWW 向次级断裂发育。平面上，珠三南断裂南部和珠三2 号断裂南部存有残余段；区内次级断裂数量减少，以NWW 向为主，并呈NW 向条带状展布于研究区内，自北向南分别是D9-2-1—D10-2-1 井断裂带、D8-3-1—D9-7-1 井断裂带和D7-2-2—D14-1-1 井断裂带（图2c）。

上述分析表明，受控于区域拉张应力方向顺时针转变，研究区各层系断裂体系的发育具有明显差异。由深至浅，区内断裂网络体系整体表现为以NE 向断裂为主转变为以NWW 向断裂为主，反映了应力方向由NW-NNE 向的顺时针转变。NE 向主干断裂发育规模逐渐减小，并且于坳陷层系趋于消亡，NWW 向次级断裂由断坳转换至坳陷层系广泛发育，并呈雁列式展布；NE 向断裂带表现为NE向主干断裂与周围次级断裂呈条带状展布，由深至浅发育逐渐减弱，NW 向断裂带表现为一系列次级断裂呈条带状展布，由断坳转换至坳陷层系持续发育。

2 断裂体系的拓扑结构

2.1 拓扑结构分析的原理与方法

拓扑理论是现代非线性科学的重要分支，通过点和线等简单的几何元素，实现复杂网络内部结构的定量表征，为断裂网络体系的研究提供了一种新方法（Morley and Nixon，2016；Duffy et al.，2017）。就断裂网络体系而言，可通过对节点、分支类型分析和数量统计来定量表征其拓扑结构（图3）（Sanderson and Nixon，2015）。节点分为三类：独立断层末端（I 节点）、派生或侧接断层连接点（Y节点）、共轭断层连接点（X 节点）；其中I 节点为独立节点，仅连接一条断层分支；Y 节点和X 节点为连接节点，分别连接3 条和4 条断层分支。根据断层分支末端的节点类型，断层分支也可分为三类：两个独立节点连接的I-I 型、一个独立节点和一个连接节点连接的I-C 型以及两个连接节点连接的C-C 型。

图3 断裂网络拓扑结构示意图（据Sanderson and Nixon，2015修改）Fig. 3 The diagram showing the topological structures

基于断裂网络体系的拓扑结构，统计节点和分支的数量，计算不同类型节点和分支的比例，通过进一步计算得到连接节点数NC（式①、②）与分支平均连接数CB（式③、④）（Sanderson and Nixon，2015），实现断裂网络体系连通性的定量表征。

式中：NI、NY、NX分别为I节点、Y节点、X节点的数量，NN为节点总数。

式中：NII、NIC、NCC分别为I-I分支、I-C分支、C-C分支的数量，NB为分支总数。

根据不同类型节点及分支的比例关系，将其投点于节点、分支三端元图中，揭示不同层系断裂网络体系连通性以及拓扑结构的差异性。若断裂网络体系拓扑结构落点于I 角或I-I 角所处区域，表明拓扑结构相对简单，具有较低的连通性；若其落点于Y 角、X 角或I-C、C-C 角所处区域则表明拓扑结构相对复杂，具有较高的连通性。

2.2 文昌A凹陷西部地区拓扑特征

运用上述方法，选择实际面积10×10 km2的正方形网格对文昌A 凹陷西部地区进行覆盖，通过ArcGIS-Network 软件刻画不同构造层系断裂网络体系的拓扑结构，统计不同类型节点和分支的比例关系（表1），计算连接节点，绘制连接节点等值线图（图4），明确断裂网络体系连通性的平面展布特征；根据Tg、T80、T70、T60、T50、T40和T20层位的节点、分支的数量关系，绘制节点、分支三端元图（图5），揭示文昌A 凹陷西部地区断裂网络体系连通性的时空差异。

表1 文昌A坳陷西部地区不同层系断裂网络体系拓扑参数表Table 1 The topological parameters of different horizons in the Western Area of Wenchang A Sag

图4 文昌A凹陷西部地区不同层系拓扑特征Fig. 4 The topological characteristics of different horizons in the Western Area of Wenchang A Sag

图5 文昌A凹陷西部地区不同层系拓扑参数三端元图Fig. 5 Triangular plots of topology of different horizons in the Western Area of Wenchang A Sag

PI、PY、PX和PC分别为I 节点、Y 节点、X 节点和连接节点的比例；PII、PIC、PCC分别为I-I 分支、I-C 分支、C-C 分支的比例。

断陷层系（Tg-T70）断裂网络体系拓扑结构以I节点为主，连接节点（Y、X 节点）比例较低，最高仅占22%（表1）；而同一层位不同区带断裂网络间的连通性存在差异，断陷层系断裂网络体系的连接节点高值区集中于研究区西南部（图4a）。选取T80层位为代表，从该层位连接节点等值线图（图4a）中可以看出：区内连接节点高值区仅在西南部展布，呈NE 向展布，最高可以达到6，表现出自西南向东北连接节点逐渐减小的趋势。

断坳转换层系（T70-T40）断裂网络体系的拓扑结构中I 节点占主导，连接节点（Y、X 节点）比例较低，最高仅占17%（表1）；该层系断裂网络体系的连接节点高值区沿NE 向主干断裂展布（图4b）。选取T60层位为代表，从该层位连接节点等值线图（图4b）中可以看出：区内连接节点高值区出现在2 条NE 向主干断裂附近，珠三2 号断裂北部发育大量次级断裂，连接节点最高达到5，同时珠三2 号断裂附近零星分布3 处高值区，连接节点最高可以达到3；珠三南断裂附近出现2 处高值区，为珠三南断裂带与NW 向D9-2-1—D10-2-1 井断裂带、D8-3-1—D9-7-1 井断裂带的交汇区，连接节点可以达到4。

坳陷层系（T40-T20）断裂网络体系的拓扑结构中I 节点比例最高，可达96.8%，几乎不发育连接节点（Y、X 节点）（表1；图4c）。选取T20层位为代表，从该层位连接节点等值线图（图4c）中可以看出：区内整体连接节点较低，仅在珠三南断裂残余段出现一处高值区，连接节点达到1。

根据文昌A 凹陷西部地区不同层系断裂网络体系节点和分支的比例关系（表1），将其投点于节点、分支三端元图中，分析不同层系断裂网络体系连通性的差异。通过节点三端元图（图5a）可以看出，文昌A 凹陷西部地区各构造层系断裂网络体系均分布于I-Y 轴，几乎不发育X 节点。断陷层系较远离I 端，该层系断裂网络体系的拓扑结构较复杂，连通性较好；坳陷层系集中分布于I 端，该层系断裂网络体系的拓扑结构最简单，连通性较差；断坳转换层系分布在断陷层系和坳陷层系中间，且由深至浅逐渐靠近I 端，连通性逐渐变差。文昌A 凹陷西部地区断裂网络体系由深层至浅层逐渐向I 端靠近，I 节点的比例逐渐增大，Y 节点的比例逐渐减小，表明文昌A 凹陷西部地区断裂网络体系拓扑结构的连通性逐渐减弱。从分支三端元图（图5b）可以看出，断陷层系分布在分支三端元图较中间的位置，以I-I、I-C 分支为主，C-C分支的比例最高可达27.7%，拓扑结构复杂，连通性较好；断坳转换层系由深至浅拓扑结构中I-C、C-C 分支的比例逐渐减小，并向I-I 端靠近，连通性逐渐变差；坳陷层系分布在I-I 端，以I-I 分支为主，连通性较差。文昌A 凹陷西部地区断裂网络体系由深层至浅层I-I 分支的比例逐渐增大，I-C、C-C 分支的比例逐渐减小，表明该区断裂网络体系的拓扑结构越来越简单，连通性逐渐减弱。

上述分析表明，研究区不同层系断裂网络体系具有不同的拓扑结构，导致断裂网络体系的连通性具有差异性。就同一层系而言，断裂网络体系连通性的分布存在明显的差异，高拓扑值区主要集中于NE 向主干断裂附近，连接节点数量较多，连通性较好。就不同层系而言，由深层至浅层连通性逐渐变差，连接节点（Y、X 节点）比例逐渐减小，I节点比例逐渐增大，I-C、C-C 分支比例逐渐减小，I-I 分支比例逐渐增大。分析其原因，深部断陷层系发育多条NE 向主干断裂，规模大，延伸距离远，有利于次级断裂与其产生连接，且该构造层位经历了多期次构造应力的叠加，后期新生断裂的切割，产生拓扑结构较为复杂的断裂网络，连通性较好；在断坳转换层系，主干断裂的持续活动、次级断裂的大量发育产生了较为复杂的拓扑结构，但是主干断裂活动减弱，规模减小，难以产生派生、侧接等连接方式，并且次级断裂多呈雁列式或平行式展布，产生大量I 节点与I-I 分支，导致断裂体系的连通性低于断陷层系的连通性；浅部坳陷层系主要受控于后期NNW-SSW 伸展应力，主干断裂基本消亡，断裂数量减少，且发育大量独立断层，I 节点、I-I 分支的比例增大，拓扑结构简单，连通性较差。

3 断裂体系的分形特征

3.1 分形特征分析的原理与方法

断裂网络体系中不同级序断裂一定程度上体现着系统整体的信息和特征，是一种复杂的具有自相似性的分形体系，只要应力条件相同，各级序断裂的组合规律就相同（易顺民和唐辉明，1995；曾联波等，2001；崔中良等，2022），因此可运用分形理论通过分维值计算来定量表征断裂体系的自相似性及其复杂程度。

分维值是研究区断层数量、发育规模的综合体现，是量化断裂网络体系复杂程度的参数。分维值越大，断裂网络体系越复杂，断裂的密度越大；分维值越小，断裂网络体系越简单，断裂的密度越小。本文采用盒维数法计算分维值（谢焱石和谭凯旋，2002），计算方法如下：取边长为r的正方形网格覆盖研究区，统计得到包含断层的正方形格子数Nr，边长r不同得到的Nr也不同。取不同边长r（r=ri、ri/2、ri/4、ri/8…）的网格，统计得到对应的包含断层格子数Nr，并将对应值以点坐标（lnr，lnNr）的形式记录。然后将坐标点落在双对数坐标中，采用最小二乘法进行直线拟合，可得到

式中，C为待定常数，斜率D为r水平下得到的分维值。

3.2 文昌A凹陷西部地区分形特征

运用上述方法，首先将文昌A 凹陷西部地区断裂网络体系网格化处理，笔者采用实际边长为10、5、2.5 和1.25 km 四种不同边长r的正方形网格覆盖研究区；然后统计各层位不同边长r下断裂分布的格子数Nr，并在lnNr—lnr双对数坐标中采用最小二乘法进行直线拟合，所得斜率的绝对值便是分维值（式⑤）；最后通过Surfer 软件绘制出分维值等值线图（图6），明确不同构造层系分维值的空间变化。

图6 文昌A凹陷西部地区不同层系分形特征Fig. 6 The fractal characteristics of different horizons in the Western Area of Wenchang A Sag

断陷层系（Tg-T70）断裂网络体系的分维值介于0.8~1.6，同一层系不同区带其分形特征存在差异。选取T80层位为代表，从分维值等值线图（图6a）中可以看出：高分维值区发育2 处，分维值可以达到1.6，其中一处位于研究区西南部，呈NE向展布；另外一处位于珠三6 号断裂北部。该层系整体表现出由西南向东北分维值逐渐减小的趋势，表明西南部断裂发育数量较多，断裂网络更复杂。

断坳转换层系（T70-T40）断裂网络体系的分维值介于0.8~1.8，选取T60层位为代表，从分维值等值线图（图6b）中可以看出：高分维值区仅发育一处，沿珠三南断裂展布。高值区覆盖珠三南断裂带与NW 向D9-2-1—D10-2-1 井断裂带、D8-3-1—D9-7-1 井断裂带的交汇区，分维值达到1.8。该层系整体表现出由珠三南断裂向两侧分维值逐渐减小的趋势，表明珠三南断裂附近断裂密度较大，断裂网络更复杂。

坳陷层系（T40-T20）断裂网络体系的分维值介于0.8~1.4，选取T20层位为代表，从分维值等值线图（图6c）中可以看出：高分维值区发育2 处，分维值均达到1.4。其中一处分布于区内西南部，为珠三南断裂残余段与NW 向D7-2-2—D14-1-1 井断裂带的交汇区；另外一处位于研究区东部。该层系整体表现出自西向东分维值逐渐升高的趋势，表明东部断裂密度较大，断裂网络更复杂。

上述分析表明，就同一层系而言，NE 向与NW 向断裂带的交汇区分维值较高，并且分维等值线的延伸方向与断裂的走向方向具有明显的一致性,表明研究区断裂网络体系的复杂程度沿断裂走向方向变化微弱，而垂直断裂走向方向断裂网络体系复杂程度的变化剧烈。就不同层系而言，由深层至浅层分维值整体上表现出先增大后减小的特点。分析其原因，断陷层系NE 向主干断裂活动性较强，导致研究区西南部局部应力增大，产生大量次级断裂，分维值较高；断坳转换层系NE 向、NW 向断裂带同时发育，次级断裂密度大，分维值较断陷层系增大；坳陷层系断裂网络体系仅发育NW 向断裂带，次级断裂数量减少，复杂程度减弱，分维值较小。

4 断裂体系的拓扑结构、分形特征与油气藏分布的关系

在油气成藏过程中，断裂网络内部结构起着至关重要的作用。通过不同层系断裂网络体系拓扑结构、分形特征对比分析，结合油气藏分布特征发现，高拓扑值、高分维值地区与油气藏分布位置具有良好的耦合关系（图7）。

图7 文昌A凹陷西部地区高拓扑值—高分维值—油气藏分布图Fig. 7 Topological-fractal-hydrocarbon characteistics in the Western Area of Wenchang A Sag

T70反射层位油气主要集中在珠三南断裂、珠三6 号断裂与珠三2 号断裂附近，珠三南断裂与珠三6 号断裂油气藏发育位置拓扑值达到3，分维值达到1.8，并且该位置油气藏发育规模较大；珠三2 号断裂油气藏发育位置拓扑值达到3，分维值达到1.4（图7a）。T60反射层位油气主要集中在珠三南断裂与珠三2 号断裂附近，珠三南断裂油气藏发育位置拓扑值达到3，分维值达到1.8；珠三2 号断裂油气藏发育位置拓扑值达到3，分维值达到1.6（图7b）。T50反射层位油气主要集中在珠三2 号断裂附近，珠三南断裂油气藏发育位置拓扑值达到3，分维值达到1.4，为该层位拓扑值和分维值的高值区带（图7c）。

上述研究表明，拓扑值、分维值较高的区带有利于油气藏的发育。本文选取了2 处拓扑值与分维值较高的区带，分别是文昌9-3S、文昌9-7 构造，就断裂网络体系的拓扑结构、分形特征与油气藏分布的关系进行探讨分析（测线位置见图7a，图8）。

图8 文昌A凹陷西部地区典型油气藏剖面（测线位置见图7a）Fig. 8 Typical reservoir profiles in the Western Area of Wenchang A Sag

文昌9-3S 构造位于珠三6 号断裂带与D8-3-1—D9-7-1 井断裂带交汇处，断裂网络体系的连接关系复杂，拓扑值最高可以达到3，具有较好的连通性；同时发育近EW 向次级断裂切割NE 向主干断裂，分维值达到1.6，复杂程度较高（图7a）。此处紧邻文昌A 凹陷沉积中心，埋深大，发育文昌组和恩平组两套烃源岩，具有充足油源；珠三6号断裂带切割源岩层系，沟通了烃源岩和圈闭，其在珠海组沉积期活动性较强，是油气垂向运移的优势通道；晚渐新世以来区域应力伸展方向顺时针旋转至近S-N 向，珠三6 号断裂呈帚状组合，产生的断块圈闭为油气聚集提供场所，并且此处断层呈反向遮挡（吴智平等，2010），可对下盘油气造成封堵。因此，文昌9-3S 构造区油气沿断层垂向运移，并在封堵性较强的断层下盘形成有利油气藏（图8a）。

文昌9-7 构造位于珠三南断裂带与D8-3-1—D9-7-1 井断裂带交汇区，在珠海组发现了大量油气流。该断裂带交汇区构造复杂，发育近EW 向、NE 向次级断裂，拓扑值可以达到4，连通性好，有利于形成油气运移通道；断裂发育，分维值达到1.8（图7b）。此处为珠三南断裂与珠三6 号断裂间发育的构造转换带，多条近EW 向和NE 向张性断层向下切割至恩平组烃源岩，沟通了深层烃源岩与中浅层圈闭，成为油气有效的垂向运移通道；此处近EW 向和NE 向次级断裂多呈锐角连接，处于拉张走滑双重构造增压段（杨计海等，2019），导致断块圈闭的封堵性增强。因此，文昌9-7 构造区油气沿断裂垂向运移，在断块圈闭中形成油气藏（图8b）。

文昌A 凹陷西部地区经历了多期次伸展方向不同的构造演化阶段，发育不同走向、不同性质的断裂，构成复杂的断裂网络体系，而其毫无疑问会影响着该区油气成藏模式。早期研究区受控于NW-SE 伸展应力发育NE 向主干断裂，具有拉张性质，切穿源岩层系，沟通了深部烃源岩和中浅部断块圈闭，提供了油气垂向运移的通道；在经历多期应力的叠加后，主干断裂派生出次级断裂或与新生断裂产生连接，拓扑结构复杂，拓扑值高，连通性好，有利于油气沿断裂走向运移；主干断裂末端局部应力集中，发育大量不同方向的次级断裂，构造复杂程度高，分维值高，有利于断块圈闭的形成，为油气聚集提供了场所（图9）。因此，断裂网络体系的拓扑结构和分形特征控制了油气藏的整体分布，拓扑值、分维值较高的区域有利于油气藏的发育。

图9 文昌A凹陷西部地区高拓扑—高分维值重叠区油气成藏模式图Fig. 9 The hydrocarbon accumulation model for the high topology-high fractal overlapping area in the western area of Wenchang A

通过对文昌A 凹陷西部地区断裂网络体系拓扑结构、分形特征与油气藏分布的关系分析，发现高分维、高拓扑值区域与油气藏分布位置存在良好耦合性，因此拓扑值和分维值可作为该区预测油气分布的重要量化参数。就文昌A凹陷西部地区而言，珠三南断裂东部位置位于NE 向珠三南断裂带与NW 向D9-2-1—D10-2-1 断裂带相交位置（图2b），紧邻烃源岩，由于后期断层对早期断层的切割，拓扑结构复杂，拓扑值达3，具有油气运移的优势通道；广泛发育近EW 向、NW 向次级断裂，分维值达1.8，有利于形成断块圈闭，为油气的聚集提供了场所。因此，珠三南断裂东段有可能成为该区油气聚集成藏的有利区带。

5 结论

（1）受控于区域应力方向顺时针的转变，文昌A 凹陷西部地区不同构造层系断裂网络体系的发育特征具有差异性。断陷层系发育NE 向主干断裂；断坳转换层系NE 向主干断裂发育减弱，NWW向次级断裂广泛发育；坳陷层系NE 向断裂消亡，NWW 向次级断裂呈雁列式展布。

（2）通过对不同类型节点、分支的数量统计，定量表征不同构造层系断裂网络体系拓扑结构的差异性。断陷层系高拓扑值区集中在研究区西南部，断坳转换层系高拓扑值区主要集中在珠三南断裂、珠三6 号断裂和珠三2 号断裂附近，坳陷层系高拓扑值区主要集中在研究区南部，高拓扑值区的连接节点数量多，连通性好；整体上由深至浅断裂网络体系中I 节点的比例逐渐增大，Y、X 节点的比例逐渐减小，I-I 分支的比例逐渐增大，I-C、C-C 分支的比例逐渐减小，连通性由好变差。

（3）通过对分维值的计算，定量表征不同构造层系断裂网络体系复杂程度。断陷层系高分维值区集中在研究区西南部，断坳转换层系高分维值区主要集中在珠三南断裂带与NW 向断裂带的交汇处，坳陷层系高分维值区主要集中在研究区东部，高分维值区的断裂发育，复杂程度高；整体上由深至浅断裂网络体系分维值呈先增大后减小趋势，表明断坳转换层系断裂发育，密度较大，断裂体系复杂。

（4）断裂体系的拓扑结构、分形特征与与油气藏分布具有良好的耦合关系，高拓扑值区断裂间连通性好，有利于油气运移；高分维值区断裂发育，易形成断块圈闭；高拓扑值与高分维值的叠合区是油气成藏的有利区。