L’Appennino umbro – marchigiano è costituito da una successione sedimentaria (Successione stratigrafica umbro – marchigiana) che si è depositata su crosta continentale appartenente alla Microplacca di Adria, un frammento scompaginato dal margine settentrionale della Placca Continentale Africana. A partire da circa 250 milioni di anni fa, nell’area occupata attualmente dal Mar Mediterraneo, esisteva un ampio golfo che si estendeva verso est. La Tetide. In questo oceano si sono alternati, nel corso di milioni di anni, ambienti sedimentari marini molto diversi tra loro le cui tracce sono rappresentate dalle rocce che oggi costituiscono le formazioni geologiche e le dorsali montuose di questo tratto di Appennino.La collisione tra la Placca Africano – Adriatica a sud e quella Euro – Asiatica a nord ha portato, a partire dal Miocene, circa 23 milioni di anni fa, alla compressione dei fondali marini ed al corrugamento dei sedimenti trasformati in roccia (litogenesi) e all’innalzamento delle dorsali montuose (orogenesi) che formano l’Appennino. Possiamo riassumere la storia geologica di quest’area in tre fasi:

• Dal Giurassico al Miocene medio (da circa 200 a circa 15 milioni di anni da oggi ) prevale la sedimentazione carbonatico silicea prima, e silicatico – argillosa poi, in un regime tettonico prevalentemente distensivo e in ambienti (bacini sedimentari) molto diversi tra loro.
• Dal Miocene medio al Pliocene inf. (da circa 15 milioni di anni a circa 5 milioni di anni da oggi) si ha la deformazione che porta all’orogenesi, in regime tettonico compressivo e all’interno di bacini sedimentari articolati e complessi.
• Dal Pliocene all’attuale (Quaternario) prevalgono i fenomeni morfogenetici a seguito dell’azione degli agenti erosivi e modellatori (ghiacciai, pioggia, fiumi, ecc…) che portano all’attuale aspetto dei rilievi dell’Appennino umbro – marchigiano.

Nel nord della regione il paesaggio della Val Marecchia è caratterizzato da un’elevata “geodiversità” che rende questo territorio particolarmente interessante e complesso da decifrare.
Si rinvengono calcari, marne, arenarie, argille e gessi spesso in maniera caotica e disposti quasi casualmente, proprio a riflettere l’enorme caos che ha interessato questi terreni e che in milioni di anni ha prodotto la “coltre” che contraddistingue questo lembo di Appennino compreso tra Marche Toscana e Romagna.
Questa zona si struttura attorno ad un grande rilievo formato da calcari e marne (monte Carpegna 1415 m.) e circondato da pareti rupestri, profondi calanchi e “zattere” di arenaria e calcare (terreni Epiliguri).
Questi blocchi di roccia formano particolari strutture (Sasso Simone e Simoncello, Monte Titano, monte Aquilone e monte Ercole, ecc..) che emergono dal circostante paesaggio argilloso conferendo a questo tratto di Appennino un aspetto del tutto particolare e caratteristico.