南门头地区是南京地质调查中心实施的“长江中下游地区深部矿勘查方法技术示范”项目在宁芜盆地北部选取的一个地区,该示范区地表多为第四系和火山岩覆盖区,项目于2007-2015年在该区先后开展了大量的物化探测量和地质工作,包括大比例尺重力、磁法测量、复电阻率法、可控源音频大地电磁测深和钻孔验证等,同时为长江中下游深部找矿,特别是火山岩覆盖区深部找矿提供深部找矿经验和方法指导。南门头地区物探资料的获取和研究过程中,由于受各种因素的影响,物探资料解释中存在一定的多解性；在具体勘查过程中,根据综合异常(以物探为主)布置的钻孔一些获得了较好的效果,有一些则未取得预期的结果。对研究区各类地质、物探、测井等资料进行综合分析,总结物探资料解释经验和找矿模型,对于今后的深部找矿具有重要的意义。根据上述研究思路,本文对南门头地区开展的各项工作进行了综合研究。南门头地区位于宁芜盆地北段,主要地层为中生代早白垩纪火山岩地层。测区东部毗邻吉山-朱门断裂喷发带内的朱门—皇姑山火山喷发区,西南部为姑山—娘娘山火山喷发区。北东向的安德门—娘娘山断裂喷发带通过本区,喷发带内见吴庄隐爆角砾岩筒。研究区内断裂发育,主要为北东向和北西向两组。本文通过对本区实测和收集的不同岩性的物性数据(密度、磁化率、剩磁强度、电阻率、面极化系数)进行分析,对本区引起重磁异常和电法异常的因素做了总结。通过对本区主要地层物性数据进行统计,总结了宁芜北部主要地层物性综合剖面特征。在对区域重磁异常进行分析的基础上,重点介绍了南门头示范区所在位置的重磁异常特征。南门头地区布格重力异常整体为低值,重力异常从南西到北东增大。通过对布格重力异常数据进行不同高度的延拓,总结了本区引起重力异常的主要因素：测区东部与北东部分布的大王山组岩石造成了北东重力高值,中部和西南部浅部广泛分布有姑山旋回的岩石造成了西南部的重力低值。通过对剩余重力异常进行分析,对本区岩体、火山岩、隐爆角砾岩筒及古火山通道的分布有了新的认识。本文对重磁数据进行了不同方向的水平导数,其中450和135。方向的水平导数重磁异常图,北东向和北西向异常最为显著,反映测区的构造特征以北东向和北西向为主。在本区已知断裂、断裂喷发带的基础上通过重磁数据求导后的异常特征,结合电法剖面特征,本次新推断了F9-F12四条断裂。本文详细分析了南门头地区开展的8条CR法剖面和4条CSAMT法剖面特征,结合各测线的重磁剖面异常,并在验证钻孔的控制下,共推断了9条地质剖面。同时将钻孔物性、测井曲线与典型剖面相应位置参数特征进行了对比分析,重新对电法、重磁异常做了二次解释和总结,丰富了物探异常解释的经验。本区CR法剖面图导电性参数(pω、ps)从浅到深电阻率基本上呈“低阻-中阻-高阻-中阻”的变化特征。通过对本区见矿的CR法剖面分析,总结本区有一定品位的矿致异常的CR法特征为：“高ms、低ρs、中等τs、低Cs”特征,并且处于重磁同高异常(或有利成矿部位)上。CSAMT法反演断面图在高程约-400m--600m处均有一稍有起伏的高阻电性分界面,可能反映了大王山组中段不同岩性的界面,10线ZK4181处该电性界面强烈隆起,推断ZK4181处存在古火山口通道。同时根据CSAMT视电阻率二维反演断面图推断了2条断裂(F10、F11)。本文对本区开展的7个验证钻孔的地质特征、蚀变与矿化特征、物性和测井曲线特征进行了分析总结。本区钻孔上部为第四系,下部从上至下依次为姑山组的中下段、大王山组的中下段和龙王山组的上段。岩性主要为各个旋回的喷出岩、火山碎屑岩和火山间歇期的沉积岩。测区北东部钻孔深部,均见一套中酸性侵入岩,岩性为正长花岗岩、石英二长岩。此外,部分钻孔在大王山组中段见脉状的安山玢岩或闪长玢岩脉。由钻孔蚀变特征来看,普遍存在的蚀变包括青磐石化、碳酸盐化、钾化和硅化。本区钻孔见到的矿化主要包括黄铜矿化、磁铁矿化与镜铁矿化。通过对钻孔测井(或物性磁化率)曲线进行分析,认为大王山组下段的灰黑色安山岩类表现为高磁化率特征,可能是造成本区高磁异常的主要因素；CR法与CSAMT法电阻率曲线在浅部表现为低阻,高阻主要分布在-600--1000m的深度,可能由蚀变较弱的安山岩或中酸性侵入岩引起；引起极化率高值异常的主要因素为黄铁矿化,黄铜矿化。通过对本区电法剖面、重磁剖面、钻孔特征及测井曲线特征的综合分析,对本区物探异常的特征和引起物探异常的因素进行了总结,并且对深部的地质结构和构造有了较完整的认识。宁芜地区产有与中基性陆相火山岩相关的“玢岩型铁矿”和多处铜、金矿床(化),本文对上述各类矿床的特征、与岩浆的关系、成矿流体的来源、成矿过程、构造成矿等方面进行了讨论。通过多位学者对于该区深部成矿理论提出的认识,对本区深部找矿潜力进行了探讨。同时选取7个典型矿床,分别对各个矿床的的地质矿产特征、地球物理特征以及找矿方法进行分析总结,在此基础上建立了南门头火山岩覆盖区深部找矿找矿模型,系统地总结了两类矿床找矿靶区的选择原则、勘查目标体的类型、找矿方法组合与流程、找矿标志、干扰因素及方法有效性等。最后,通过对南门头地区地质-地球物理特征进行综合分析,提出了本区北西向、北北西向断裂可能为脉状铜矿储矿断裂的认识。结合区同类矿床产出空间及特征,提出本区西南部有找到铜金矿的可能。