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O archipélago de São Sebastião, incluindo a Ilhabela, sua ilha principal , está inserida no segmento central do cinturão Ribeira no norte da Província Mantiqueira.

Similar a Itatiaia no norte, o archipélago se compõe de corpos intrusivos que se formaram no Cretáceo Superior (80 Ma) por magmatismo alcalino, possívelmente originado pela pluma mantélica de Trindade. Nesta época, rocha fundida (magma) alcalina penetrou na parte superior da crosta terrestre, onde lentamente resfriou e cristalizou. Cómo esta solidificação aconteceu embaixo da terra, as rochas são denominadas intrusivas ou plutônicas.

Com o tempo, devido a processos de erosão, as rochas sedimentares mais leves em torno destas rochas plutónicas desapareceram, deixando elas visiveis para nós.

A Ilhabela se compõem basicamente de quatro destes corpos (stocks) plutônicos, chamadas "Canas", "Serraria", "São Sebastião" e "Mirante". Eles estão principalmente formados por rochas sieníticas que são rochas com abundancia de feldspato alcalino, um mineral do grupo dos tectosilicatos que forma aproximadamente 60% da crosta terrestre.