Pur essendo intercalate a più livelli nelle successioni messiniane, esse sono tipicamente sviluppate come formazione fra il Tripoli e la sovrastante Formazione di S. Donato. Si tratta di marne e marne argillo-siltose, fetide («ghioli») di colore nerastro o bluastro entro cui si intercalano sottili strati siltosi e più spessi orizzonti caotici, specialmente nella parte superiore e in corrispondenza dei margini dei bacini. Sono sempre straterellate e ogni strato è costituito da lamine evidenziate da lievi variazioni di colore. Lungo le superfici di stratificazione sono presenti minuscoli cristalli gessosi tabulari di origine secondaria. Associate alle marne compaiono talora intercalazioni di calcare privo di strutture interne, fetido e di colore chiaro o giallastro.

Entro le Marne bituminose sono intercalati orizzonti caotici di vario spessore denotanti una instabilità tettonica dei margini dei bacini posti tra le depressioni rapidamente subsidenti e le dorsali in via di sollevamento.

Nella parte nord-orientale del bacino di M. Luro-M. delle Forche le Marne bituminose affiorano con ridotti spessori direttamente al di sopra dello Schlier, indizio di probabile sedimentazione in depressioni a carattere più locale. Qui sono presenti foglie ben conservate, larve di libellula ed altri insetti (ditteri, lepidotteri, imenotteri, coleotteri, ecc.) insieme a strati di gesso tipo «balatino». Il tutto è indicativo di acque molto basse e di vicinanza della costa. La perfetta conservazione della materia organica può essere dovuta con molta probabilità a deposizione in acque stagnanti o quasi e poco ossigenate, al fondo delle depressioni.

Dal punto di vista tettonico è interessante notare che le Marne bituminose sono stratigraficamente sormontate dalla Formazione di S. Donato in facies di flysch, ovvero da un sedimento tipico di ambienti di ben maggiore profondità.