自奥陶纪至中泥盆世末，由于在前寒武纪形成的统一大陆发生裂解，阿尔泰山处于被动大陆边缘演化背景。这一时期的演化又分为两个阶段，第一阶段是大陆缓慢裂解阶段，大约从奥陶纪至志留纪末；第二阶段为被动陆缘快速裂解阶段，持续的时间较短，早泥盆世至中泥盆世末期，属于大陆强烈裂解演化阶段。
（一）早古生代被动大陆边缘缓慢裂解发展演化阶段
在北部的古萨彦岭-蒙古湖区洋盆闭合的同时，在前寒武纪形成的统一大陆开始裂解。在洪古勒楞获得蛇绿岩的626Ma 的Sm-Nd年龄以及阿尔曼太蛇绿岩中650Ma左右的同位素年龄，可能代表了裂解阶段初始洋盆出现的时间。这说明在震旦纪—寒武纪期间，在中亚地区出现一南张北挤的构造格局，北部的萨彦岭-蒙古湖区洋盆闭合后，南张北挤局面没有改变，南部仍处于裂解构造背景。阿尔泰山南缘至准噶尔北缘地区是否存在加里东期的造山事件现在尚不清楚，在南阿尔泰一带的下古生界以酸性火山岩和陆缘碎屑岩沉积为主，有少量的中酸性火山喷发，火山岩的源区主要是下地壳。沉积盆地呈孤立零星的分布格局，大部分地区处于剥蚀状态。推测该区远离大陆裂解中心，裂解强度比较低。这一时期侵入岩活动微弱，主要发育了与裂解有关的辉长岩、辉绿岩、辉长闪长岩等，这些岩石主要来自上地幔。处于缓慢裂解背景，属于非岩浆型被动大陆边缘（何国琦等，1990）。
（二）早中泥盆世被动陆缘快速裂解发展演化阶段
在早泥盆世（图1-6a），阿尔泰山南缘进入强烈裂解时期，沿阿尔泰南缘分布了众多的北西向的火山沉积盆地，火山活动极其强烈，与早古生代的沉积形成明显差异。但这些火山沉积盆地的基底仍然是陆壳。这一时期也是阿尔泰陆壳增生的一个重要时期，有地幔物质的加入，主要是由于地幔的被动上涌，使地幔岩浆上升，形成基性火山喷发。在这一时期，阿尔泰呈现北高南低的岩相古地理环境，南部靠近准噶尔洋，地壳较薄，形成大量的基性火山岩，与基性火山岩有关的铜锌矿床（阿舍勒）得以形成。而向北，由于地壳厚度的增加，基性火山岩逐渐减少，与中酸性火山岩有关的矿床（如可可塔勒铅锌矿）得以形成，矿床在空间上的分布特征也很好地反映了这一阶段构造演化背景（表1-2）。
图1-6 阿尔泰南缘海西期构造演化