Từ đầu Kainozoi, bể trầm tích Cửu Long nói chung và lô X và Y nói riêng được hình thành và sau đó liên tục được phát triển mở rộng dần và các trũng sâu trên bề mặt địa hình cổ được lấp đầy bằng các trầm tích trong suốt Kainozoi, tạo ra một bể trầm tích tương đối hoàn chỉnh dạng oval. Trầm tích Kanozoi phủ chồng gối lên mặt móng trước Kainozoi và chịu sự chi phối của các hoạt động kiến tạo trong suốt lịch sử hình thành nên phần lô X và Y thuộc bể Cửu Long được phân thành các đơn vị cấu trúc chính. (Hình 4.1)
Đới nâng Phú Quýđược xem như phần kéo dài của đới nâng Côn Sơn về phía Đông Bắc, thuộc lô X và Y. Đây là đới nâng cổ có vai trò khép kín và phân tách bể Cửu Long với phần phía Bắc của bể Nam Côn Sơn. Tuy nhiên vào giai đoạn Neogen – Đệ Tứ thì diện tích này lại thuộc về phần mở của bể Cửu Long. Chiều dày trầm tích trên đới nâng này dao động từ 1,5 đến 2 km. Cấu trúc của đới bị ảnh hưởng khá mạnh bởi các hoạt động núi lửa, kể cả núi lửa trẻ.
Trũng chính bể Cửu Long. Đây là phần lún chìm chính của bể, chiếm tới ¾ diện tích của bể, gồm các lô 15, 16 và một phần các lô X, Y, 09 và 17. Theo đường đẳng dày trầm tích 2km thì trũng chính Cửu Long thể hiện rõ nét là một bể khép kín dạng hình trăng khuyết với vòng cung hướng ra về phía Đông Nam. Tr iển vọng dầu khí của bể Cửu Long phần lớn đều tập trung ở vùng này. Vì vậy cấu trúc của trũng được nghiên cứu khá chi tiết và được phân ra thành các đơn vị cấu trúc nhỏ hơn như một bể thực thụ. Các đơn vị kiến tạo bậc 3 liên quan đến phân lô X và Y: trũng Đông Bắc, đới phân dị Đông Bắc.
Trũng Đông Bắc là trũng sâu nhất có chiều dày trầm tích có thể đạt đến 8km. Trũng có phương kéo dài dọc theo trục chính của bể, nằm kẹp giữa hai đới nâng và chịu khống chế bởi các đứt gãy chính hướng Đông Bắc – Tây Nam.
Đới phân dị Đông Bắc nằm kẹp giữa đới nâng Đông Phú Quý và sườn
nghiêng Tây Bắc. Đây là khu vực có chiều dày trầm tích trung bình và bị phân dị mạnh bởi các hệ thống đứt gãy có phương Đông Bắc – Tây Nam, á kinh tuyến và á vĩ tuyến tạo thành nhiều địa hào, địa lũy nhỏ (theo bề mặt móng). Một số các cấu tạo dương đã xác định như: Hồng Ngọc, Pearl, Turquoise, Diamond, Agate.
Hình 4.1 Các đơn vị cấu tạo trong bể Cửu Long