白头山组（Baitoushan Fm）属更新世中期偏中期。构成长白山脉白头山火山锥的主体，分布在海拔1800米以上。主要由粗面岩类组成，包括粗面岩、玻基粗面岩、凝灰质玻基粗面岩、霓辉粗面岩、气孔状含角砾钠闪粗面岩，流纹状粗面质凝灰熔岩、粗面角砾岩、粗面集快岩、流纹状粗面黑曜岩、黑曜岩等，可见4个喷发旋回。上覆冰场组熔岩和火山灰，下界在天池水面以下。厚度大于644米，粗面岩中普遍含有铌、铈、钇等稀有、稀土元素。白头山组一般定为更新统中部，现有一组钾氩法同位素年龄：长白瀑布剖面下部66.1万年，中部21万年，白头山天文峰剖面中部28.1万年，因此该组也可能属更新统下部。