Nel Trias superiore (come riferimento temporale circa 220-210 milioni di anni or sono) la zona appenninica è un mare di scarsa profondità. Ha, dapprima i caratteri di piattaforma carbonatico-evaporitica, quindi, anche per mutamenti climatici, di piattaforma carbonatica.
Nel Giura inferiore (210-180 milioni di anni fa circa) è presente questo ambiente con bassa energia e scambio con il mare aperto. Se vogliamo fermare l’immaginazione in un raffronto con l’attuale, possiamo prendere come esempio l’ambiente delle Bahamas. In questo periodo, precisamente nel Lias inferiore, si depone il Calcare Massiccio (calcari con struttura massiva).
Nel Giura medio e nel Giura superiore (circa 180-140 milioni di anni fa) la “nostra” area si trasforma in un ambiente di mare aperto e profondo. È un bacino pelagico che interessa una zona piuttosto ampia e comprende, approssimativamente, le attuali Toscana, Umbria e Marche. Si ha la deposizione di: Corniola (calcari grigi, in strati sottili e regolari) – Rosso Ammonitico (marne e calcari marnosi, in prevalenza rossi e verdastri, alternati a calcari rossi, dalla caratteristica struttura nodulare) e Marne del Serrone (da argille a calcari marnosi, nel complesso, caratteristicamente, grigi) – Calcari Diasprigni (livelletti calcarei associati a sottili strati di selce, talora prevalenti) e Scisti ad Aptici (alternanze di calcari e selce di colorazione rossa e verdastra).
Nel Giura superiore e nel successivo Creta inferiore l’ambiente che ci interessa è sempre più di mare aperto e profondo, con deposizione di calcari prevalenti.
Successivamente, e sino al Paleocene, la regione umbro-marchigiana rimane un ambiente di sedimentazione pelagico.
Complessivamente, in questo periodo (dal Creta al Paleocene – come riferimento temporale da 140 a 55 milioni di anni fa, circa) si ha la seguente successione sedimentaria: Maiolica (calcari bianchi ben stratificati, con livelli di selce nerastra e grigia che iniziano a deporsi nel Titonico superiore, in altre parole nel Giura superiore) – Marne a Fucoidi (marne e argille marnose di colori vari, con, in subordine, calcari e calcari marnosi ed anche livelli di argilliti nere) – Scaglia Bianca (calcari bianchi con selce nera, e, in alto, il livello Bonarelli, costituito prevalentemente da argilliti nere) e Scaglia Rossa (calcari rosati e rossi con marne rossastre e livelli di selce, pure rossastra). In particolare, dal Creta medio-superiore al Paleocene, la zona estrema assume i caratteri di una fossa rapidamente subsidente. L’insieme di questi fenomeni determina un mutamento evidente della sedimentazione. I calcari, praticamente puri, della maiolica lasciano il posto a depositi marnosi e calcareo marnosi.
Nell’Eocene-Oligocene (circa tra 55 e 24 milioni di anni fa), e, ancor più, nel seguente Miocene (fino a circa 5 milioni di anni or sono), il territorio è sede di fenomeni compressivi.
Nell’Eocene si depositano la parte sommitale della Scaglia Rossa e la Scaglia Variegata (calcari marnosi e marne calcaree di colore variabile dal rosa al grigio-verde, con un intervallo inferiore violaceo).
Nell’Oligocene superiore iniziano i fenomeni orogenetici che interessano inizialmente la parte interna dell’Appennino settentrionale. Nell’area umbro-marchigiana avviene la deposizione della Formazione della Scaglia Cinerea (depositi prevalentemente calcareo marnosi e marnosi di colore grigio).
Nel Miocene si deposita la Formazione torbiditica della Marnoso Arenacea (marne variamente argillose con banchi arenacei), preceduta dalla Formazione del Bisciaro (marne e calcari siliceo-marnosi, ben stratificati, prevalentemente grigiastri, ocracei quando alterati, con liste e noduli di selce nerastra nella porzione medio-inferiore; sono inoltre presenti livelli di derivazione vulcanica). Il Flysch, in pratica, è costituito dai sedimenti che si depositano nelle fosse antistanti il continente in sollevamento, nel momento culminante del movimento orogenetico. Nel nostro Appennino, questo si verifica nel Miocene superiore, con l’emersione di gran parte del sistema montuoso longitudinale.
I depositi flyschoidi lasciano progressivamente il posto a delle molasse (che ritroviamo tuttavia solo nella zona marchigiana esterna), la cui presenza ci racconta come le giovani montagne, frutto dei movimenti compressivi appena ricordati, sono facile preda dei fenomeni erosivi. La conformazione dell’Italia è ormai prossima a quella attuale e gli ambienti si vanno progressivamente dettagliando. Il mare torna ad invadere la zona umbra che viene anche nuovamente interessata da fenomeni distensivi. Questi, nelle aree interne, conducono alla formazione di conche intermontane, evolutesi durante il Plio-Pleistocene in ambiente continentale.