La litofacies romagnolo-marchigiana, che sembra contenere lo stesso numero di intervalli gessosi della "Vena del gesso" e le stesse peliti eusiniche, può considerarsi una continuazione dello stesso bacino evaporitico ma occupante una zona dove le acque erano più profonde e quindi una zona pi� distante dalla costa. La formazione dei banchi di gesso potrebbe in tale caso essere stata in parte di origine in posto e in parte risedimentata per arrivo di materiale detritico gessoso dalle aree più costiere mediante il meccanismo delle frane sottomarine, le stesse che regolano le sequenze torbiditiche. La "Gessoso-soltifera" sia emiliana, sia romagnolo-marchigiana, é ricoperta dalla "Formazione a colombacci" pure del Messiniano. Con il termine colombacci si intende una successione di straterelli calcarei marnosi di colore biancastro in strati piano-paralleli dello spessore di pochi decimetri, separati da sottili livelli argillosi. Essi costituiscono un orizzonte guida perché si ritrovano nella stessa posizione stratigrafica su vasti territori e formano un complesso argilloso-marnoso che ricopre a tetto la "Gessoso-solfifera". La presenza di questi dopositi sta a significare che ad un certo momento il bacino evaporitico romagnolo cessa di esistere. Prima viene sommerso da acque dolci, poi da acque salmastre ed infine da acque marine atlantiche che superano in maniera massiccia lo stretto di Gibilterra. Finisce così il Messiniano ed ha inizio il ciclo del Pliocene durante il quale si manifestano importanti movimenti orogenetici che fanno emergere gran parte dell'Appennino romagnolo.

Con il Quaternario, l'ultimo periodo della storia della Terra, all'ambiente marino che persisteva ancora in tutta la pianura romagnola, subentrarono via via ambienti salmastri e continentali che con i loro sedimenti colmarono definitivamente il bacino padano. Durante tutte queste vicende geologiche, la "Gessoso-solfifera" venne sepolta, piegata e dislocata. Non si trattò solo di eventi di natura meccanica ma anche di natura fisico-chimica ai quali si associò l'attività dei batteri solfato-riduttori. Si innescarono cos“ reazioni che liberarono lo zolfo che era contenuto nel gesso o nell'anidrite sotto forma di solfato di calcio.
Lo zolfo, secondo gli studi più recenti, non si concentrò nei suoi giacimenti per migrazione ma per trasformazione in posto del gesso ad opera dei batteri. Perché il meccanismo potesse funzionare i batteri dovevano agire in presenza di idrocarburi (idrogeno più carbonio) che si liberavano dalle peliti eusiniche. Il risultato finale era la produzione di carbonato di calcio o calcite, di acido solfidrico e acqua. L'acido solfidrico veniva poi ossidato e si depositava lo zolfo. In tal caso lo zolfo si associava alla calcite dando luogo al calcare solfifero o pietra solfifera. Il calcare associato allo zolfo, a differenza del calcare di base, risulta così di origine secondaria. Lo si riconosce comunque dal suo grado di cristallinità, dalla mancanza di qualsiasi tessitura primaria, dalla porosità e dai rapporti isotopici del carbonio che sono simili a quelli del carbonio degli idrocarburi e sono diversi da quello della calcite marina. A questo tipo di genesi dello zolfo (ipotesi epigenetica), cioé formazione dello zolfo in tempi successivi alla deposizione del gesso, si contrappone l'ipotesi singenetica, cioé formazione dello zolfo contemporaneamente alla deposizione del gesso. In ambedue i casi però lo zolfo che si forma ha una composizione isotopica diversa per essere stato comunque metabolizzato da organismi quali appunto i desolfobatteri. Infatti anche nella seconda ipotesi (origine singenetica), la riduzione del gesso ad opera dei batteri sarebbe avvenuta quando esso era ancora in soluzione nella laguna evaporitica. I batteri producevano nell'ambiente anaerobico vicino al fondo della laguna l'idrogeno solforato che risalendo verso la superficie raggiungeva il livello aerato e veniva parzialmente ossidato. Sarebbe perciò precipitata al fondo una melma composta di zolfo e di carbonato di calcio che si produceva in concomitanza. Con l'aumentare della concentrazione salina nella laguna, I'ambiente sarebbe diventato tossico per i desolfobatteri che cessavano cos“ la loro attività.

Allora si aveva una normale sedimentazione di gesso. Gli studi condotti sui giacimenti zolfiferi italiani non escludono che ambedue le ipotesi sopra illustrate possano essersi indifferentemente verificate. Nelle miniere di zolfo del Cesenate il calcare solfifero si intercala tra il calcare di base e i banchi di gesso soprastanti. Nella miniera di Formignano lo strato zolfifero aveva uno spessore medio di m 1,50 con un contenuto di zolfo del 15%. A Formignano inoltre la coltivazione presentava difficoltà a causa del limitato spessore dello strato solfifero che obbligava l'abbattimento (sghiolatura) delle marne bituminose interposte tra lo stesso strato solfifero e il primo strato di gesso (segoncello) per consentire il lavoro in posizione eretta dei minatori. Nella miniera di Sant'Apollinare la parte mineralizzata era costituita da argille nere e ghioli impregnati di noccioli di zolfo e di straterelli calcarei con zolfo detti righetta (corrispondente allo zolfo soriato della Sicilia). Sempre nella stessa miniera si passava da larghe fasce sterili (cavalli di gesso), a zone dove anche il segoncello era mineralizzato. Nel gruppo delle miniere della Boratella, lo strato mineralizzato era costituito essenzialmente da marna solfifera ma talvolta passava allo stato di calcare puro e di gesso. Si avevano cosi alternanze di zone ricche (fosse) e di zone sterili (cavalli di gesso). Nelle miniere cesenati lo strato solfifero comunque si interponeva sempre tra il cagnino a letto e il segoncello a tetto. Undici strati di gesso (seghe di gesso) con altrettanti strati di marne intercalate coprono ovunque i depositi zoltiferi. Nel secolo scorso nella zona di Formignano, sulla base degli studi di Giuseppe Scarabelli, fu seguita in dettaglio la successione stratigrafica in occasione dell'esecuzione di un pozzo.

I terreni, dal basso verso l'alto, avevano le seguenti caratteristiche litologiche: a) pietra zolfifera che si univa al basso col il calcare detto cagnino: spessore m 3,00; b) undici strati (seghe) di gesso compatto con intercalazion di marne: spessore complessivo m 13,80; c) marne con masse sferoidali di gesso cristallizzato: spessore m 49,50; d) gesso in grosso strato (segone): spessore m 1,60. Ciclo dello zolfo Al di sopra di queste stratificazioni si avevano altri strati marnosi con cogoli di gesso, noduli di zolfo e venature di gesso fibroso (sericolite) per uno spessore totale di m 32,13. Si tratta di spessori che vanno leggermente ridotti in quanto il complesso di tutti questi terreni presentava un certo grado di inclinazione. I minatori cesenati, come riferiva già Luigi Ferdinando Marsili nel 1676, conoscevano alla perfezione la successione degli strati nelle zone minerarie. Quando scavavano i loro pozzi seguivano e contavano con cura i vari banchi gessosi al loro apparire durante i lavori.

Così nella zona di Casalbuono il secondo strato di gesso, partendo dall'alto verso il basso, era detto sega morta, il quinto aveva il nome di sega dei nodi, il sesto sega grossa, il settimo sega rossa, il decimo sega maestra e l'unidicesimo coperchione. In conclusione nel caso delle miniere del Cesenate la mineralizzazione a zolfo é localizzata in un orizzonte ben preciso anche se distribuita in maniera discontinua. Ricordando inoltre che nessun giacimento di zolfo é presente nella "gessoso-solfifera" della Romagna occidentale , dove predomhiano le facies di gesso selenitico, si potrebbe invocare, per i giacimenti della Romagna orientale, una origine singenetica in un ambiente più lontano dalla linea di costa quando si instaurò il bacino evaporitico. Nelle miniere del territorio marchigiano, da Perticara a Cà' Bernardi, la concentrazione dello zolfo oltre ad essere presente nello stesso orizzonte delle miniere cesenati, si ritrova anche nei gessi soprastanti e in connessione a faglie e a fratture. Si potrebbe cos“ ipotizzare che ad una prima fase singenetica di deposizione dello zolfo sarebbe seguita una seconda fase epigenetica indotta dal riattivarsi, attraverso le faglie, di una circolazione di acque ossidoriducenti che innescando un adeguato ambiente batterico, provocarono una ulteriore trasformazione dei gessi con deposizione di nuovo zolfo.