1.奧陶紀的
在此期間，火山巖分布於波羅科洛山壹帶，出露於中奧陶世Nerengeledaban群。火山噴發早期以玄武巖為主，噴發旋回明顯。從野外果子溝剖面看，至少有四次噴發旋回(見圖1-4)。西柯古琴山出露壹套含灰巖的酸堿性火山巖和火山碎屑巖。火山巖以低堿雙峰式組合為特征。根據丁幹軍等(1990)火山巖數量分類圖解分析，分入鈣堿性玄武巖和堿性玄武巖區，說明堿性系列和拉斑玄武巖系列並存。上述火山巖均與大陸邊緣深海碎屑巖伴生，表明伊犁洋在奧陶紀開啟，進入巖漿被動大陸邊緣火山活動階段。奧陶紀巖漿型被動大陸邊緣可以用何等人提出的大陸巖石圈伸展模式來解釋(1994)(圖2-1)。根據伸展階段陸殼開始巖漿作用的時間和環境，巖漿作用可以從堿性系列的基性巖巖組合開始，也可以從鈣堿性或鈣堿性系列的中間基性巖巖組合開始，並在中期向雙峰式組合演化。由於大洋擴張，在洋底深處形成拆離帶，下伏軟流圈隆起的巖漿區可向大陸邊緣壹側偏移，構成該區的巖漿被動大陸邊緣。本區奧陶紀火山-沈積組合特征及其所處的構造背景表明，波羅科洛奧陶紀火山巖帶具有典型的巖漿被動大陸邊緣特征。
圖2-1本區奧陶紀大陸巖石圈伸展被動大陸邊緣結構模式示意圖。
2.誌留紀的
誌留系火山巖分布在波羅科洛地區和那拉提地區。沿甘肅東天山至北山構造帶向東，誌留紀火山活動較為強烈。火山巖的構造背景也多種多樣，有大陸火山弧型、島弧型、蛇綠巖(洋)型和弧後盆地型。根據本區波羅科洛和那拉提的構造格局分析，前者為大陸邊緣火山弧型，後者為火山島弧型。
(1)波羅科洛陸架火山弧:該區火山巖沿伊犁洋盆北緣大陸邊緣呈串珠狀分布，是大洋地殼板塊向北陸緣陡傾俯沖的結果，因此火山鏈北側沒有弧後盆地，而是陸架淺海。早誌留世火山巖以中酸性英安巖火山碎屑巖為主，中期轉為玄武巖和安山巖噴發，晚期安山巖熔巖混火山碎屑巖結束。整個噴發表現為中酸性→基性→中性噴發的順序。它反映了大陸地殼基底上幔源和殼源混合巖漿形成的火山巖套，其中火山碎屑巖發育，具有鈣堿性組合特征。稀土元素分布曲線為右傾輕稀土富集型，與造山帶高鉀安山巖曲線壹致(丁幹軍，1990)。根據本區巖石化學和構造格架特征，將誌留系火山巖定義為陸相火山弧。
(2)那拉提島弧火山巖帶:該帶僅發現晚誌留世火山-沈積巖系。火山層序為凝灰巖和凝灰質砂巖→安山巖→安山巖火山角礫巖→安山巖玢巖。火山巖系包含多層淺海含珊瑚石灰巖。上述火山巖形成於伊犁洋殼板塊向南俯沖時，以大陸地殼為基底的淺島弧環境。
(3)巴音布魯克島弧火山巖帶:該島弧火山巖帶出露於胡拉德敦達阪南坡。時代為晚誌留世，早期為層狀安山巖凝灰巖，晚期為安山巖玄武巖和角礫玄武巖。根據王誌亮(2004)的研究，該火山巖系屬於鈣堿性系列，屬於島弧火山巖系。島弧火山巖形成於南天山弧後微洋盆地。當南天山微洋盆洋殼上的火山弧向北俯沖時，拼接成烏孫-阿烏拉微板塊縫合帶。火山巖系經歷了晚期熱液作用，銅礦化明顯，有許多品位高的小型銅礦床。
(4)霍拉山-庫勒裂谷的微洋盆地:位於南天山邊緣海，中誌留世因局部拉伸導致大陸地殼開裂，早期(ⅲ-5板塊)出現爆發性火山角礫巖，中晚期以枕狀玄武巖(ⅲ-6板塊)為主，枕狀熔巖上方有紫色放射蟲矽質巖和放射蟲化石。代表物種有五爪金龍(D3)、普通五爪金龍(C1)(高俊等人，1996)等(圖2-2)。龍等(2006)采用鋯石SHRIMP U-Pb法測得輝長巖的時代，屬中誌留世。根據馮新昌(2005)1∶25萬喀喇沁旗區域調查填圖，發現下石炭統野雲溝組未整合在蛇綠巖上，因此蛇綠巖時代確定為中誌留世至泥盆紀。
圖2-2庫勒湖地區S2-D蛇綠巖中枕狀熔巖和矽質巖夾層示意圖。