All'inizio del Toarciano, grandi quantità di argilla, di provenienza ancora incerta, furono immesse nel bacino umbro-marchigiano, che mescolandosi al fango carbonatico diedero origine ai sedimenti marnosi che vanno a costituire due formazioni tra loro eteropiche: le Marne del Serrone e il Rosso Ammonitico.

Le Marne del Serrone presentano una percentuale molto variabile di argilla che si mescola con la micrite, tanto che da argille quasi pure si passa a calcari marnosi attraverso tutti i termini intermedi. Un particolare interessante è dato da un livello a marne o argille scure fino a nere, contenenti una notevole quantità di materia organica bitumizzata, che si estende con continuità in tutto il bacino umbro-marchigiano ad eccezione degli alti strutturali. Questo livello testimonia una fase di mancanza d'ossigeno nel fondo delle zone a forte subsidenza. Dove si concentrò la massima quantità di argilla la formazione raggiunge i 60 metri e sostituisce interamente il Rosso Ammonitico, nelle sequenze normali il suo spessore si aggira sui 20 m, ed in quelle condensate si riduce a pochi metri o addirittura manca totalmente. Questa formazione presente nella Valle del fiume Sentino non affiora nel Bacino del Fiume Metauro. L'età è riferibile al Toarciano inferiore-medio.

Il Rosso Ammonitico umbro-marchigiano risente ancora della presenza di una certa quantità di argilla che arriva nel bacino e si caratterizza per la tipica colorazione rossa, a differenza dalle Marne del Serrone che si presentano sempre grigie.