Los materiales más antiguos de Formentera corresponden al Mioceno superior, en concreto de hace entre 11 y 7 Ma.
Durante este intervalo se formaron grandes arrecifes de coral que crecieron en los alrededores de los relieves preexistentes levantados durante la Orogenia Alpina. En Formentera, estos arrecifes fósiles afloran extensamente, siendo Cap de Barbaria una de las zonas donde mejor se pueden observar.
Esquema representativo del ambiente de arrecifes coralinos que después han dado lugar a los acantilados de Cap de Barbaria.
Los acantilados de Cap de Barbaria constituyen, en una parte muy importante, los apilamientos de los edificios de colonias de corales que durante la vida del arrecife crecieron en sucesivas generaciones.
Estos arrecifes han quedado en exposición subaérea debido a un sistema de fallas de dirección ESE-ONO que provocan el levantamiento del Promontorio de Cap de Barbaria con respecto a la zona más plana del resto del Promontorio.
Faro de Cap de Barbaria encima de los acantilados del mioceno superior
Como es normal en estos ecosistemas, existe una gran diversidad de especies marinas, de las cuales abundan especialmente las de moluscos (bivalvos y gasterópodos), ya que su caparazón tiende a fosilizar con facilidad. No obstante, en Cap de Barbaria estos fósiles se presentan casi siempre en forma de moldes internos, preservación muy común en los yacimientos de arrecifes de Baleares.
Eso se debe a que el caparazón original de carbonato cálcico se disuelve después de haber endurecido el sedimento, quedando preservada la fracción de este que estaba presente en el interior del caparazón.
Acumulación de fósiles de gasterópodos.
Otros fósiles encontrados en la zona son las algas calcáreas y los equinoideos, representando un ambiente de aguas someras que lateralmente son sustituidas por un conjunto de depósitos litorales y continentales que afloran en el norte del sector descrito
