La ocurrencia de carbonatos de filtración asociados con hidratos de gas superficiales está cada vez más documentada en márgenes continentales modernos, pero en sedimentos fósiles el reconocimiento de hidratos de gas sigue siendo un desafío por la falta de proxies inequívocos. Aquí, combinamos múltiples indicadores de campo y geoquímicos para la ocurrencia de paleo-hidratos de gas basados en análogos actuales para investigar filtraciones fósiles ubicadas en los Apeninos del norte. Reconocimos estructuras similares a clatritas, como texturas delgadas, esponjosas y con cavidades, y microbrechas. Las texturas de cementación no gravitacional y las terminaciones en pinza en las cavidades dentro de los depósitos de carbonatos de filtración se atribuyen a la disociación irregularmente orientada de los hidratos de gas. Evidencias adicionales de paleo-hidratos de gas son proporcionadas por las grandes dimensiones de las masas de carbonatos de filtración y por la asociación con inestabilidad sedimentaria en los sedimentos anfitriones. Informamos valores isotópicos de oxígeno pesado en los carbonatos de filtración examinados de hasta +6, que son indicativos de una contribución de fluidos isotópicamente más pesados liberados por la descomposición de hidratos de gas. El cálculo del campo de estabilidad de los hidratos de metano para el sistema de cuña-foredeep de los Apeninos del norte durante el Mioceno indicó la posible ocurrencia de hidratos de gas superficiales en los primeros metros de la columna sedimentaria.