Vào Mioxen sớm, quá trình giãn đáy Biển Đông theo phương Tây Bắc - Đông Nam đã yếu đi và nhanh chóng kết thúc vào cuối Mioxen sớm. Trong thời kì đầu Mioxen sớm các hoạt động đứt gãy vẫn còn xảy ra yếu và chỉ chấm dứt hoàn toàn từ Mioxen giữa - đến nay. Các trầm tích của thời kì sau rift có đặc điểm chung là: phân bố rộng, không bị biến vị, uốn nếp và gần như nằm ngang.
Tuy nhiên, các quá trình này vẫn gây ra các hoạt động tái căng giãn yếu, lún chìm từ từ trong Mioxen sớm và hoạt động núi lửa ở một số nơi, đặc biệt ở phần
Đông Bắc bể. Vào cuối Mioxen sớm trên phần lớn diện tích bể, nóc trầm tích Mioxen dưới - hệ tầng Bạch Hổ được đánh dấu bằng thành tạo tầng “sét Rotalid” biển nông rộng khắp và tạo nên tầng đánh dấu địa tầng và tầng chắn khu vực khá tốt cho toàn bể. Cuối Mioxen sớm toàn bể trải qua quá trình nâng khu vực và bóc mòn yếu, bằng chứng là tầng sét Rotalid chỉ bị bào mòn từng phần và vẫn duy trì tính phân bố khu vực của nó.
Vào Mioxen giữa, lún chìm nhiệt tiếp tục gia tăng và biển đã có ảnh hưởng rộng lớn đến hầu hết các vùng quanh Biển Đông. Cuối thời kỳ này có một pha nâng lên, dẫn đến sự tái thiết lập điều kiện môi trường sông ở phần Tây Nam bể còn ở phần Đông, Đông Bắc bể điều kiện ven bờ vẫn tiếp tục được duy trì. Mioxen muộn được đánh dấu bằng sự lún chìm mạnh ở Biển Đông và phần rìa của nó, núi lửa hoạt động tích cực ở ở phần Đông Bắc bể Cửu Long, Nam Côn Sơn và phần đất liền Nam Việt Nam. Từ Mioxen muộn bể Cửu Long đã hoàn toàn thông hệ thống sông Cửu Long, sông Đồng Nai trở thành nguồn cung cấp trầm tích cho bể. Các trầm tích hạt thô được tích tụ trong môi trường ven bờ ở phần Nam bể và trong môi trường biển nông trong ở phần Đông Bắc bể. Plioxen là thời gian biển tiến rộng lớn và có lẽ đây là lần đầu tiên toàn bộ vùng Biển Đông hiện tại nằm dưới mực nước biển. Các trầm tích hạt mịn hơn được vận chuyển vào vùng bể Cửu Long và xa hơn tích tụ vào vùng bể Nam Côn Sơn trong điều kiện nước sâu hơn.
Tóm lại: Lịch sử hình hành và phát triển địa chất của khu vực nghiên cứu
nói riêng cũng như lịch sử hình thành và phát triển địa chất của bể Cửu Long nói chung, được gắn liền với lịch sử hình thành và phát triển Biển Đông.