L’area di Villafranca d’Asti è nota nel mondo per essere il luogo del ritrovamento di numerosi resti fossili di vertebrati terrestri, conservati entro sedimenti di ambiente fluvio-lacustre che chiudono la successione marina del Bacino Terziario Piemontese.
Dal momento della sua introduzione (Lorenzo Nicolò Pareto, 1865), la definizione della successione “Villafranchiana” non è mai stata univoca. Il più recente lavoro di revisione del significato del Villafranchiano (Francesco Carraro, 1996), basato su approfondite indagini stratigrafiche, paleontologiche, sedimentologiche, strutturali che ne hanno chiarito il significato paleo-ambientale e il contesto geologico, suddivide la successione “villafranchiana” in due Complessi: uno Superiore e uno Inferiore, separati da una importante superficie erosionale (superficie di Cascina Viarengo).
Il Complesso Inferiore è costituito prevalentemente da sabbie medio-grossolane che contengono resti di molluschi, mastodonti e di altri grandi vertebrati, oltre a legni e foglie fossili. Quello superiore è rappresentato da alternanze di limi, argilla e sabbie fini scarsamente fossiliferi. L’insieme di questi sedimenti testimonia il progressivo mutare degli ambienti nel settore di transizione fra una pianura alluvionale e un bacino marino in fase di ritiro.
I principali ritrovamenti fossiliferi nell’area di Villafranca sono avvenuti in occasione della realizzazione di grandi infrastrutture quali la linea ferroviaria Torino-Asti nella seconda metà dell’Ottocento e l’autostrada Torino-Piacenza negli anni Sessanta. Si sono rinvenuti, in particolare nel Complesso Inferiore, resti fossili di mastodonti (Mastodon Arvernensis), proboscidati (Elephas meridionalis), rinocerontidi (Rhinoceros etruscus), equidi (Equus Stenonis) ed ippopotamidi.