En el sector norte de la Sierra de San Luis ha tenido lugar un vulcanismo de edad Mioceno Superior/Plioceno, que aflora a lo largo de una línea de rumbo aproximadamente NW-SE y que se extiende unos 85 km desde el NW de La Carolina hasta la Sierra del Morro, incluyendo los Cerros del Rosario. Dicho evento magmático comenzó con una fase inicial que dio origen a brechas y conglomerados piroclásticos, y fue seguida posteriormente por una fase lávica, representada por escasas coladas de corta extensión, y otra fase intrusiva constituida por domos; éstos se hallan a veces alineados según una dirección NE-SW y son claramente posteriores a la etapa piroclástica. La relación temporal entre coladas y domos no es fácilmente determinable.
El análisis modal de 45 rocas permite comprobar que las mismas son en su mayoría andesitas (piroxénicas, anfibólicas y anfibólico-piroxénicas), seguidas por laciandesitas, lacitas y traquitas, y solamente un microgabro, de afinidades filónicas. Todas son porfíricas, con altas relaciones fenocristales/pasta. Su mineralogía está representada por plagioclasa (labradorita a oligoclasa), sanidina, anfíbol (hornblenda común, basáltica, "basaltoide" y barquevikítica), clinopiroxeno (augita y egirina-augita) y biotita; sólo muy raramente se hallan escasos fenocristales de cuarzo. Las rocas más ácidas tienden a concentrarse en el sector noroccidental del perfil de afloramiento, en tanto que las andesitas piroxénicas sólo se encuentran en la Sierra del Morro.