第四纪时期，青藏高原的强烈隆升引起了山陕地堑系的阶段性演化。位于山陕地堑系北端的大同盆地在构造运动的影响下，火山活动频繁。火山活动是有阶段性的，即火山活动在时间上有活跃期和平静期之分。火山喷发时会产生大量的火山砾、火山渣、火山灰以及熔岩。这些火山喷发物穿插在河湖相地层、黄土-古土壤层之中。火山喷发的坠落沉积物，其碎屑的粒径及沉积的厚度随据火山口的距离而有规律地逐渐减小。在较远离火山口处的湖泊或黄土层中沉降有火山灰，呈多层分布现象。在富含火山灰的剖面或层位，其理化特征参数异常，如磁化率值升高和Fe、Ti、Mn等金属元素的含量增加、粒度变粗。通过对距离火山口不同远近区域的湖相沉积及黄土沉积理化特征参数进行比对，了解湖相沉积和黄土沉积对大同火山活动的响应。通过湖泊沉积物韵律层变化特征分析，证明区域湖侵湖退变化和大同火山活动之间的耦合性，以揭示大同盆地第四纪中晚期火山活动的阶段性历史，并验证区域火山活跃期-平静期与古湖大幅湖退阶段-小幅湖侵阶段对应模式的正确性。野外调查时选取了大同火山活动区内的金山黄土沉积剖面、陈庄湖相沉积剖面、肖家窑火山锥剖面和大同火山活动区外的匙村黄土沉积剖面、高镇子湖相沉积剖面进行采样并带回实验室进行数据分析。得出以下主要结论：(1)大同火山喷发后在火山锥附近的区域黄土沉积中有相关的火山灰沉积记录。匙村黄土沉积剖面与金山黄土剖面的理化特征参数比对结果显示，金山黄土沉积剖面在深度555cm处有火山灰沉积。(2)湖相沉积的粒度由自湖岸到湖心逐渐变细。火山灰落入周围湖相沉积层之中，沉积物的粒度会变粗。高镇子湖相沉积剖面与陈庄湖相沉积剖面的理化特征参数的比对，证明了在陈庄湖相沉积剖面在深度65cm处大同火山处于活跃期。(3)对肖家窑火山碎屑沉积层的分析得出，肖家窑火山有过四次火山活跃期。除第四次活跃期之上有气下黄土堆积以外，其他三期火山活跃期之上均堆积的是湖相沉积层-。每次火山活跃期之后的湖相沉积层的粒度是一个粗细-粗的变化过程。(4)大同火山活动时，盆地上地幔强烈上拱，岩浆上涌，火山喷发，湖相沉积以湖退沉积韵律层存在。当湖相沉积，盆地区域上地幔上拱岩浆逐渐散热收缩，湖相沉积以湖侵沉积韵律层存在。验证了区域火山活跃期-平静期与古湖大幅湖退阶段-小幅湖侵阶段对应模式的正确性。即在上地幔强烈上拱阶段导致大同火山的喷发活跃期，也即是与古湖大幅快速湖退阶段相一致，而平静期与古湖小幅缓慢湖侵阶段相一致。