Предложена геолого-петрологическая модель формирования Белоголовского вулканического массива позднеплиоценового–раннеплейстоценового времени. Выделено две петрохимические серии пород разной щелочности: нормальной и умеренно-щелочной. Характер эволюции продуктов вулканизма и минералогический состав пород разной щелочности свидетельствуют о пространственной независимости и разной глубине очагов родительских магм их продуцирующих. Ведущим процессом, ответственным за образование расплавов, исходных для спектра пород внутри каждой серии, является кристаллизационная дифференциация. Эволюция щелочно-базальтовой магмы проходила ступенчато с образованием автономных дочерних расплавов состава: трахибазальты–трахиандезиты–трахиты–трахириолиты, комендиты, локализованных в разноглубинных промежуточных очагах.