I calcari a Lucina sono corpi geologici di natura calcarea, aventi dimensioni sempre relativamente limitate, che si presentano incassati in diverse successioni sedimentarie dell'Appennino settentrionale, di età diversa. Dal punto di vista litologico sono composti da calcari, calcari marnosi, calcareniti e marne e possiedono strutture brecciate e nodulari, variamente disordinate, in cui si riscontrano più o meno abbondanti, e con diversi gradi di conservazione, i resti fossili di molluschi, tra cui dominano i bivalvi e in particolare quelli dei generi Lucina e Modiola. Rispetto alla presenza di resti e alla loro conservazione, gli affioramenti di calcari a lucina sono spesso considerabili come veri e propri giacimenti fossiliferi. Le Lucine hanno dimensioni fino a 15 cm e valve unite, sono sparse o concentrate in nidi, in associazione a Modiole. Sino a pochi anni fa questi molluschi erano considerati tipici di mare basso e l?associazione con foraminiferi planctonici talora abbondantissimi della matrice, che indicava un "dualismo" di paleoambienti, aveva condotto ad ipotizzare per gli ammassi di calcari a Lucine, meccanismi di messa in posto complessi, di tipo gravitativo, attraverso franamenti "multipli" in grado di trasportarli da zone costiere ai fondali più profondi del bacino nei quali avveniva la sedimentazione pelagica normale, responsabile dell'arricchimento in foraminiferi planctonici.

Secondo gli studi più recenti invece questi corpi rocciosi rappresentano particolari colonie di fossili che sarebbero in posto rispetto alle rocce che li avvolgono. Le singolari associazioni fossili sarebbero associate, infatti, a emissioni fredde di metano e acido solfidrico sui fondali marini profondi, in corrispondenza delle principali discontinuità tettoniche. Attorno alle emissioni gassose si sarebbe sviluppato un ecosistema paragonabile a quelli scoperti dal sottomarino Alvin nel 1977 durante le esplorazioni dei fondali degli oceani attuali, dove si osservarono per la prima volta colonie di vari organismi attorno a sorgenti idrotermali profonde (fumarole nere). Questi ecosistemi si basano sulla presenza di batteri che vivono sintetizzando i prodotti chimici che fuoriescono dalle emissioni, dove i molluschi vivono grazie a legami di simbiosi con i batteri. Questa ipotesi è sostenuta da numerosi dati scientifici, in particolare quelli forniti dalle analisi isotopiche svolte sui calcari dei gusci.