Am Rande des alten varistischen Gebirges waren in der Rotliegendzeit große Sedimentationströge entstanden, in die der Gebirgsschutt abgelagert wurde. Ein großer Trog war das Ilfelder Becken, welches sich im Osten von Neustadt bis nach Steina im Westen erstreckte. Sandsteine und Konglomerate wurden als typische Ablagerungen hineinverfrachtet.

Intensiver Vulkanismus durchdrang diese Schichten mit Melaphyren und Rhyolithen und lagerte Vulkanaschen in Form von Tuffen ab. So entstand die Erhebung des Stauffenbüttels als rhyolitischer Vulkankegel. In der weiteren erdgeschichtlichen Entwicklung überflutete das Zechsteinmeer auch Teile dieses Beckens. Der Stauffenbüttel stellte dabei eine Untiefe dar und ermöglichte das Wachsen eines Riffes. Der Riffdolomit liegt unmittelbar auf dem vulkanischen Gestein auf. Die Umgebung des Vulkanberges war bereits so tief, dass Gipse (Werraanhydrit) abgelagert werden konnten.

Der Rhyolith des Stauffenbüttels ist ein rosafarbener dichter und Einsprenglings-armer Vulkanit. Die erhaltene Mächtigkeit beträgt nach Profilrekonstruktionen rund 80 m. Neben dem Ravensberger und Ilfelder Rhyolith bestehen alle drei Vulkanite ziemlich einheitlich aus einer feinkörnigen Grundmasse von Quarz, Sanidin (Feldspat), Biotit (Glimmer) und Magnetit/Hämatit. Es handelt sich beim Ravensberg- und stauffenbüttel-Rhyolith um sehr kieselsäurereiche Glieder der Magmenreihe, die im Ilfelder Becken gefördert wurden.

Die drei genannten Rotliegend-Vulkanite extrudierten nach neueren Erkenntnissen in einem Zeitraum vor 290 bis 298 Mio. Jahren. Am Fuße des Stauffenbüttels schneidet der Steinaer Bach roten, leicht grünfleckigen feinkiesigen Sandstein im Liegenden des Rhyoliths an. In der Grobsandfraktion sind runde Quarze und und eckige Glas (?) - Fragmente zu erkennen, die Kiesfraktion besteht aus eckigen oder gerundeten Rhyolith-Trümmern. Die Mächtigkeit der Sedimentlage unterhalb des Stauffenbüttel-Rhyoliths beträgt ca. 10 m.