晋北地区的口泉断裂带、六棱山北麓断裂带和恒山北麓断裂带位于新生代大同盆地周缘,控制盆地的形成与演化。本文通过野外地质考察、平衡剖面恢复、低温年代学测试和离散元颗粒流模拟等方法试图阐明这些边界断裂带的构造变形特征和构造演化过程,进而尝试结合区域构造背景来推断其成因机理。结果显示,研究区断裂带在中生代所受的挤压应力场方向是NW—SE向的,由于先存地质条件和位置分布差异,受力程度不均,口泉断裂带主要向西逆冲,六棱山北麓断裂带主要向东逆冲,恒山北麓断裂带主要向南逆冲。新生代在伸展应力场作用下,同时伴随火山喷发等构造岩浆活动,断裂带反转为右旋倾滑正断层向内部发生断陷,大同盆地形成。研究区断裂带从中生代到新生代共经历了四个构造阶段:1.中侏罗世大同期末(170.2Ma左右),此时伊泽奈崎板块已经向东亚板块俯冲,燕山运动进入一幕,研究区地层在挤压背景下发生基底卷入扭压构造变形,为断裂带的形成奠定了先期条件。2.晚侏罗世—早白垩世(149.2~137.6Ma),在晚侏罗世研究区的几条断裂带从东向西逐渐形成,之后燕山运动进入三幕,区域构造应力场转变为伸展状态,断裂带开始发生断陷。3.晚白垩世—古近纪(86.2~33.4Ma),燕山运动进入四幕,在伊泽奈崎板块的持续俯冲作用下构造应力场由伸展状态转变为挤压隆升状态,断裂带在先存条件下发生剧烈的逆冲推覆,到古近纪时由于地幔活动和软流圈上涌发生火山喷发,在地表形成玄武岩(繁峙组玄武岩)。4.新近纪构造应力场再次转变为伸展状态,并且在火山喷发等构造岩浆活动影响下,基底发生扭张构造变形。