怀仁口泉鹅毛口断裂带宽约1千米，延伸2-3千米，总体走向30°-40°，为一多期活动断裂。该断裂带主要活动期在中生代，新生代以来仍有活动。中生代可见两期活动：早期，奥陶系三山子组白云岩推覆在二叠系山西组之上，形成大型逆冲断裂面，断面平缓，微向北西倾斜，上盘岩层产状自上而下由陡变缓，近断面处倾向350°，倾角30°。运动方向为自南东向北西推覆；晚期，逆冲作用逐渐减弱，表现为上盘奥陶纪三山子组白云岩中产生一系列高角度逆冲断裂，并切穿早期大型逆冲断裂面。该期断裂面多呈雁行状斜列的逆冲断层组，总体方向北东，断层面产状倾向110°，倾角65°。新生代的活动以拉张应力为主，鹅毛口一带山前断裂的发生，基本上大同盆地的形成。
鹅毛口断裂是燕山运动、喜马拉雅运动在华北地区发生和演化的结果，可作为华北地区不同运动阶段构造研究的标志性地区之一。燕山期在统一应力场作用下形成不同次序的压扭性构造，分别将不同的地质体由东向西推移，在剖面上形成叠瓦状构造。