大同盆地位于华北克拉通中部,自晚中新世以来经历了持续强烈的伸展作用。本文从地构造应力场、玄武岩演化两个方面对大同盆地新生代浅部伸展和与深部作用进行分析。在构造应力场方面,根据边界断裂的擦痕数据,反演控制大同盆地形成的构造应力场是：σ1垂直,σ2、σ3水平,σ2的方位角为60°,σ3方位角为150°,为NW向伸展的正断型构造应力场,不同于华北东部NE向挤压的走滑型构造应力场。对盆地内新生代玄武岩的研究表明,大同地区碱性玄武岩所占的比例随着时间不断下降,大同盆地内部碱性玄武岩Yb含量不断上升,暗示了岩石圈的不断减薄。本文首次获得大峪口玄武岩K-Ar年龄为0.68±0.13Ma。分析认为,浅部构造应力场的形成与深部地幔活动相一致,大同与华北东部构造应力场的差异性对应岩石圈厚度变化的差异性。据此,本文提出了大同盆地的形成演化模式：在晚中生代以来的华北岩石圈减薄基础上,10-8 Ma以来,软流圈上涌,地幔活动将热量传递给地壳,造成脆性上地壳出现一定强度的NW向伸展构造应力场,控制了大同裂谷型盆地形成演化。此过程可能受到了青藏高原东向挤出和太平洋西向俯冲的联合影响。本文为建立鄂尔多斯地块东缘山西地堑系的运动学和动力学模型提供了新的依据。