L'Appennino romagnolo, costituito da rocce sedimentarie di prevalente origine marina, è parte di una catena montuosa relativamente “giovane” che si è formata ed innalzata negli ultimi 15 milioni di anni tra la fine del Terziario e l'inizio del Quaternario

Formazione Argille Azzurre (da 5,3 a 0,8 milioni di anni fa)

Nel basso Appennino romagnolo l'unità geologica maggiormente diffusa, dal Forlivese all'Imolese, è la Formazione Argille Azzurre, un insieme di depositi sedimentari detritici, più o meno fini, originatisi su un antico fondale marino tra il Pliocene e il Pleistocene inferiore (tra 5,3 e circa 1 milione di anni fa).
I depositi argillosi, in seguito all'alternarsi sia di periodi piovosi a periodi secchi sia da condizioni di alte e basse temperature, si alterano superficialmente risultando estremamente aggredibili dalle precipitazioni piovose che, dilavando intensamente il terreno, tendono a mettere a nudo la parte di roccia sottostante, impermeabile.
Si formano così caratteristiche vallecole separate da crinali estremamente sottili, con versanti e testate ripide e quasi completamente brulle, i cosiddetti calanchi.
Questi perciò rappresentano una particolare forma di erosione dovuta all'azione degli agenti atmosferici, e in particolare delle acque piovane, su terreni a prevalente composizione argillosa.

La Formazione plio-pleistocenica delle Argille Azzurre comprende, oltre a rocce argillose vere e proprie, anche depositi più grossolani quali conglomerati o arenarie. Tra questi uno dei più noti è certamente il cosiddetto “spungone” (dal dialettale spugnò o spungò per il suo aspetto “spugnoso”) un'arenaria calcarea riccamente fossilifera costituita da un grossolano impasto di gusci di conchiglie marine tenute assieme da cemento calcareo.
La sua genesi deriva da depositi marini di mare relativamente basso – come ambienti di canali di marea o “scogliera” – insediatisi durante il Pliocene Medio (circa 3,3 milioni di anni fa) su zone rialzate del fondale marino relativamente profondo che costituiva gran parte della “Romagna di allora”. Attualmente lo “spungone” costituisce una sorta di piccola catena rocciosa che si estende fra il torrente Marzeno (Brisighella) e Capocolle (sulla via Emilia, fra Forlimpopoli e Cesena).
Gli affioramenti più evidenti si possono osservare nei punti in cui tale catena viene tagliata dal corso dei fiumi, ed in special modo nella vallata del Samoggia, del Montone nei pressi di Castrocaro (la stessa fortezza è costruita sullo “spungone”), sul Rabbi all'altezza di Fiumana, e sul Bidente-Ronco nei pressi di Meldola.
Per la sua facile reperibilità e lavorabilità lo “spungone” è stato utilizzato per secoli sia come pietra da costruzioni, sia per produrre macine (peraltro di scarsa qualità), sia come materia prima per la produzione, previa cottura, di calce.

Formazione a Colombacci (da 5.6 a 5.3 milioni di anni fa)

Ai sedimenti che, depostisi nel Messiniano finale, si interpongono tra le sottostanti evaporiti messiniane e le soprastanti Argille Azzurre plioceniche viene affibbiato questo insolito nome per il colore “grigio tortora” dei calcari di origine chimica che talora inglobano.
Dal punto di vista paleoambientale tale unità indica una serie di vari ambienti continentali e di transizione in cui oscillazioni climatiche e/o tettoniche determinavano l'evoluzione da condizioni di “lago-mare” salmastro a situazioni marginali di delta-conoide fluviale (come per es. i conglomerati di Cusercoli) fino a condizioni di lago e palude alcalina.

Formazione Gessoso-solfifera (da 6 a 5.6 milioni di anni fa)

Diffusa lungo tutta la Penisola, tra gli affioramenti più spettacolari di tale Formazione non possiamo non citare la nota Vena del Gesso romagnola, caratteristica dorsale gessosa che si estende, con sviluppo lineare di circa 20 chilometri, tra le province di Ravenna e Bologna venendo interrotta trasversalmente dalle valli del Lamone a Brisighella (RA), del Sintria a Zattaglia (Brisighella), del Senio a Borgo Rivola (Riolo Terme), del Santerno a Borgo Tossignano (BO) e del Sillaro nei pressi di Gesso (BO).
L'origine di questa spettacolare catena di scintillante gesso macrocristallino risale a circa 6 milioni di anni fa (Messiniano), quando il Mediterraneo rimase isolato dall'oceano Atlantico a causa di un innalzamento del fondo marino nei pressi dello Stretto di Gibilterra.
Nel Mediterraneo di allora, trasformato in un gigantesco “lago salato” scarsamente alimentato dai fiumi e dalle piogge, si innescò un'intensa evaporazione - favorita da un clima più caldo dell'attuale - che trasformò il mare in una moltitudine di bacini sovrassalati.
Le soluzioni saline si concentrarono a tal punto che prima i carbonati (calcare), poi i solfati (gesso = CaSO 4 .2H 2 O) e infine anche i cloruri cominciarono a depositarsi sui fondali.
Periodicamente l'ingresso di nuove acque marine poteva interrompere la deposizione evaporitica, portando alla deposizione dei sedimenti fini (argille bituminose) che troviamo intercalati ai grossi strati gessosi.
Infatti osservando tale Formazione si possono notare fino a 15 - 16 strati di gesso selenitico (cioè a grossi cristalli) spessi da uno a oltre 20 metri, intervallati da strati di argille bituminose; ogni coppia di strati argilla-gesso rappresenta un ciclo di evaporazione.
All'inizio del Pliocene (5,3 milioni di anni fa) si riaprì definitivamente lo stretto di Gibilterra e la cosiddetta “crisi di salinità messiniana” cessò definitivamente: si formò un ambiente di mare profondo dove riprese la sedimentazione (per tutto il Pliocene e almeno metà del Pleistocene) di depositi (Argille Azzurre) molto ricchi di fossili, che ricoprirono la Formazione Gessoso-solfifera.

Formazione Marnoso-arenacea (da 15 a 8 milioni di anni fa)

“L'ossatura” dell'Appennino romagnolo risulta prevalentemente costituita da una monotona sequenza di migliaia di strati di due soli tipi di roccia, la marna e l'arenaria, compresi nella Formazione Marnoso-arenacea.
La marna non è altro che un “antico fango marino” (argilla) consolidato da percentuali variabili di calcare, mentre l'arenaria deriva da sabbie indurite da un cemento prevalentemente calcareo.
L'origine di questa unità geologica deriva dalle innumerevoli “correnti torbide” di detriti che, per milioni di anni (perlomeno tra 15 e 8 milioni di anni fa) si depositarono sui piatti fondali marini che si trovavano al posto dell'attuale catena appenninica: dalla decantazione di tali particolari “torbide” sottomarine andarono individuandosi strati sabbiosi (le arenarie) alternati ad altri di tipo argilloso (le marne). Questa attività sedimentaria, protrattasi per oltre 7 milioni di anni, ha dato luogo ad un corpo sedimentario di notevole spessore, potente oltre 3 km!
Una delle caratteristiche più evidenti, in questa Formazione, è la relativa compattezza degli strati arenacei in confronto a quelli marnosi, assai più disgregabili: perciò questi ultimi, maggiormente intaccati dall'erosione, lasciano sporgere i più compatti strati arenacei creando un caratteristico profilo scalinato “a dente di sega”.

Marne di Verghereto

Rappresentano un particolare aspetto della Formazione Marnoso-arenacea e sono costituite quasi totalmente da terreni marnosi privi o quasi di intercalazioni arenacee; per la caratteristica litologia risultano facilmente erodibili da parte degli agenti atmosferici, che possono modellarle dando luogo a morfologie di tipo calanchivo che ricordano, in qualche modo, i calanchi sviluppati nelle più recenti Argille Azzurre.

Argille Scagliose (Coltre Ligure)

Sono costituite da una prevalente matrice argillosa, che sembra formata da tante piccole “scaglie” (tanto che nel 1840 il geologo Giuseppe Bianconi utilizzò per la prima volta il termine di “Argille scagliose”), a cui sono mescolati inclusi rocciosi di varia natura e con età anche assai differenti.
Danno luogo a “colate”, di aspetto generalmente calanchivo, che in Romagna ritroviamo sia al margine nord-occidentale (“colata del Sillaro”) che in quello sud-orientale (“colata del Marecchia”).
Tali depositi si sedimentarono, tra 100 e 60 milioni di anni fa, sui fondali di un “oceano preistorico” ligure-piemontese, in seguito scomparso: la definizione di Coltre Ligure, preferita attualmente, richiama la loro lontana area di origine, assai distante da quella di affioramento (depositi alloctoni). La chiusura di questo piccolo braccio oceanico e l'insorgere dei processi tettonici che avrebbero giocato un ruolo importante nel costruire la catena appenninica fecero spostare lentamente le Argille Scagliose, per tutta la durata dell'Era Terziaria, verso nord est e per moltissimi chilometri (fino a oltre 200!), quasi sempre in ambiente sottomarino.
Raggiunto il margine padano romagnolo nel corso del Pliocene, si sono conservate maggiormente in corrispondenza delle due vallate sopracitate che, rispetto al restante Appennino romagnolo, costituivano porzioni di catena più ribassata.

Ofioliti

Talora inglobate nelle “Argille Scagliose”, sono rocce generalmente di colore verde e prendono il nome di ofioliti dal greco ophis (serpente) e lithos (roccia). Di origine magmatica sottomarina, sono rappresentate da lave, basalti e gabbri variamente alterati (serpentinizzati):si sono generate principalmente nell'antico oceano ligure-piemontese durante il Giurassico, oltre 150 milioni di anni fa, e costituiscono le rocce più antiche dell'Appennino romagnolo.
Presenti principalmente nell'Appennino ligure ed emiliano, in quello romagnolo si trovano quasi esclusivamente nei pressi del passo della Raticosa (BO) e più precisamente sul versante opposto a Piancaldoli (Sasso della Mantesca) e pochi chilometri dopo Piancaldoli proseguendo verso il passo, ai margini della strada (Sasso San Zenobi).

Depositi epiliguri

Durante il suo lunghissimo processo di deformazione, accavallamento e traslazione verso nord-est, la Coltre Ligure, in condizioni sottomarine per gran parte dell'Era Terziaria, accolse sul suo “dorso” una serie di depositi sedimentari detritici, più o meno fini.
Questi andarono sedimentandosi soprattutto in piccoli “bacini satelliti”, di forma allungata parallela a quella della catena stessa, che per la loro posizione stratigrafica relativa vengono definiti epiliguri , cioè che stanno “al di sopra” della Coltre Ligure. In particolare, durante il Miocene inferiore-medio (circa 18-15 milioni di anni fa) ebbero notevole sviluppo depositi epiliguri di mare poco profondo rappresentati prevalentemente da arenarie calcaree, calcari organogeni e marne arenacee (localmente anche molto fossiliferi) e inclusi nelle Formazioni di San Marino e del M. Fumaiolo.
A tali terreni appartengono gli “scogli calcarei” che caratterizzano il paesaggio della val Marecchia, dal monte Fumaiolo ai Sassi Simone e Simoncello, San Leo, San Marino, Scorticata ecc.