在距今约60万年至1500万年（第四纪中－晚更新世）期间，长白山区又经历了一个地壳活动的时期，地质上称为白头山期。这个时期发生了4次火山爆发，爆发方式以中心式为特点，地下岩浆沿着深断裂的交汇处形成的筒形通道上涌，在地表构成了火山锥体地貌景观。第一次火山喷发形成的距今60万年左右的喷出物构成了长白山火山锥体底板；第二次火山喷发在距今4030万年左右，此次喷发持续时间较长，岩层分布面积广，厚度大；第三次火山喷发在距今2010万年左右，最后完成了长白山火山锥体形态；第四次喷发大约在距今8万年左右，以小规模火山活动为主，熔岩流覆盖在火山锥体某些部位之上。至此，长白山主峰形成了。 　
　　在以上4次火山活动中，每一次喷出的火山物质都使火山增高200米以上。同时，在主火山口周围，还形成了一些小的寄生火山口。此后，长白山进入相对稳定时期。 　
　　在距今1100015000年（第四纪全新世期间），火山再次复活，喷出了大量的灰白－淡黄色浮岩，局部厚度达60米。这次猛烈的火山爆发，使火山锥顶部崩破塌陷，形成了漏斗状火山口。当火山喷发强度及熔岩温度逐渐降低时，熔浆在火山通道内逐渐冷凝并堵塞火山通道。在火山作用停止后，火山口内接受大气降水和地下水的不断补给，逐渐蓄水成湖，形成火山口湖。这就是闻名遐迩的长白山天池。 　
　　长白山火山口湖的周围，群峰屹立，其中超过2500米的山峰就有16座，其他山峰高度均在2300米以上。山顶部几乎全由距今12000年前后喷发的火山灰和淡黄色浮岩所组成。山峰陡峭嵯峨，挺拔峻秀，如莲花、似竹笋，十分壮观，与天池碧水交相辉映，美不胜收。 　
　　当长白山主体形成后，该区进入了火山爆发的间歇期，地壳运动相对稳定。但是，在地质历史的长河中（地球形成距今至少有46亿年，长白山区的地壳演化也进行了约32亿年），长白山的地质演化历史只是短短的一

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