從臺東山脈中段的研究，得知臺東山脈的火山巖曾經歷深海、淺海和陸上三階段演變。
深海噴發階段
深海的火山以溢流式噴發出來，產生了厚層的枕狀、塊狀熔巖。在噴發過程中，巖槳難免會與海水互相作用，或者受到較陡火山地形的影響，產生一些枕狀角礫巖和玻璃碎屑巖。
奇美火成雜巖含有薄層的頁巖，且堆積在層層火山角礫巖和原生石灰巖之下，顯示為海底火山作用的產物。奇美火成雜巖主要是由層層塊狀的安山巖流和薄層的火山碎屑巖所組成，爆發指數（即火山碎屑物和火山碎屑物加火山巖流之比）相當低，屬於溫和的溢流式火山作用，應該是深海環境火山作用的產物，深度在氣泡碎屑作用深度之下。
樂合溪剖面底部的火山巖，是由厚層的枕狀熔巖、枕狀角礫巖和玻璃碎屑巖所組成。掃描式電子顯微鏡研究玻璃凝灰巖，發現玻璃顆粒有液滴狀或圓球狀的外形，指示為水中的火山噴發。再者，其爆發指數甚低、氣孔含量少且小，也顯示是深海火山作用的產物。
淺海噴發階段
這個階段火山作用，主要是巖槳在比氣泡碎屑作用深度淺的海底，可以大量的去除氣體，與海水迅速發生反應，形成劇烈爆發，產生大量火山碎屑巖。
石門火山角礫巖覆蓋在奇美火成雜巖之上，主要含有厚層的火山角礫巖、火山礫巖、凝灰巖和薄層的火山熔巖流，指出其爆發指數相當高，氣孔含量多且大，顯示為淺海階段火山產物。
這個階段之火山產物多分布在近火山口處，火山角礫巖較多且富、顆粒也較粗；而遠離火山口處，火山角礫巖較少、顆粒也較細，變成以凝灰巖為主。到了晚期，開始有石灰巖的形成，這可從石門火山角礫巖上部含有石灰巖，得到驗證。不過，因火山噴發仍然繼續在進行著，以致石灰巖發育不良。
陸上噴發階段
1. 晚漸新世到早中新世：火山開始活動時，主要發生在深海中（水深可能超過500公尺），屬於溢流式噴發，形成以巖流為主的奇美火成雜巖。
2. 中新世中期以後：海底火山活動已演變到比氣泡碎屑作用深度還淺的深度，火山爆發劇烈，形成了以火山碎屑巖為主的石門火山角礫巖。在這階段晚期，火山活動已演變到陸上的噴發，並在火山斜坡上有石灰巖的堆積。
3. 中新世晚期到上新世早期：火山活動完全在陸上噴發，形成了石梯坪的中酸凝灰巖和三富川的玄武巖流，並在火山島的斜坡上，堆積了大量的石灰巖，而結束了整個火山活動。