Thống Oligoxen – Hệ tầng Đình Cao
Trầm tích được phát hiện ở các giếng khoan 81, 203, D14-STL-1X, 107-PA- 1X, có thành phần thạch học chủ yếu là sét kết màu xám, xám nhạt phân lớp mỏng nằm xen kẽ trong sét là các lớp bột kết và cát kết hạt mịn đến trung bình, xi măng gắn kết là cacbonat và sét, bột kết màu xám sáng tới nâu nhạt, độ hạt trung bình. Hệ tầng được xác định trên cơ sở bào tử phấn hoa, thành tạo trong môi trường đầm hồ. Bề dầy trầm tích của hệ tầng Đình Cao theo tài liệu địa chấn khoảng từ 650m – 1950m.
Thống Mioxen
- Phụ thống Mioxen dưới – Hệ tầng Phong Châu
Hệ tầng Phong Châu phủ bất chỉnh hợp lên Hệ tầng Đình Cao, phát hiện ở giếng khoan 103-TG-1X và 103-TH-1X. Thành phần thạch học chủ yếu là cát kết và bột kết nằm xen kẽ nhau, trong đó cát kết chiếm nhiều hơn. Các đá có màu xám đến xám sáng, phớt xanh nổi rõ trên nền xiên chéo của bột kết, bột kết có màu sẫm đến xám tối. Ngoài ra còn có các kết xen kẽ ít bột kết, có màu xám tối đến xám sáng. Độ lựa chọn từ trung bình tới tốt, xi măng gắn kết là cacbonat và sét. Môi trường trầm tích là biển nông ven bờ. Bề dày trầm tích của hệ tầng Phong Châu khoảng từ 700m – 1300m.
- Phụ thống Mioxen giữa – Hệ tầng Phù Cừ
Hệ tầng gặp ở giếng khoan 102-CQ-1X và 102-HD-1X, thành phần thạch học của hệ tầng này bao gồm cát kết phân lớp mỏng, dạng sóng, xiên chéo hoặc thấu kính xen lẫn các lớp sét kết, bột kết với cấu tạo khối, có chứa dấu vết than và có chứa nhiều hóa đá thực vật, Foraminifera, bào tử phấn hoa F.semilobata; F.trilobata;
Alvipollenites và than nâu. Cát kết có màu xám sáng đến xám xanh, có độ hạt từ mịn
đến thô, độ chọn lọc và bào mòn tốt. Sét bột kết có màu xám sáng tới tối, chứa lượng nhỏ cacbonat. Trầm tích của hệ tầng Phủ Cừ được hình thành trong môi trường đầm lầy, đồng bằng châu thổ ngập nước xen kẽ các pha biển nông ven bờ. Bề dày trầm tích của hệ tầng Phù Cừ khoảng từ 400m – 700m.
- Phụ thống Mioxen trên – Hệ tầng Tiên Hưng
Hệ tầng được phân bố rộng rãi, gặp ở các giếng khoan như 102-CQ-1X, 102- HD-1X, 103-TG-1X, 107-PA-1X, thành phần thạch học chủ yếu bao gồm các tập cát kết phân lớp dày đến dạng khối, có màu xám nhạt, xám xanh, độ hạt từ mịn đến thô, độ chọn lọc từ trung bình tới kém và độ gắn kết từ trung bình tới yếu bằng xi măng cacbonat và sét. Xen kẽ các tập cát kết là các tâp sét bột, sét than và các tập than. Sét bột kết có màu xám lục nhạt, xám sáng, có chỗ xám nâu, xám đen, chứa hóa thạch. Hệ tầng được thành tạo trong môi trường đồng bằng châu thổ và ảnh hưởng của điều kiện biển nông ven bờ. Bề dầy trầm tích của hệ tầng khoảng 100m – 700m.
Thống Plioxen – Hệ tầng Vĩnh Bảo
Hệ tầng Vĩnh Bảo nằm bất chỉnh hợp trên hệ tầng Tiên Hưng, được phát hiện ở hầu hết các giếng khoan trong vùng nghiên cứu. Thành phần thạch học chủ yếu bao gồm cát hạt cát mịn đến trung, màu xám tối, xám sáng, độ chọn lọc từ trung bình tới tốt. Cát nhìn chung là chưa được gắn kết, bở rời. Thành phần xi măng là cacbonat và sét, đôi chỗ gặp cuội, sạn hạt nhỏ xen kẽ với bột, sét màu xám, xám xanh, mềm. Hệ tầng được thành tạo chủ yếu trong môi trường thềm biển. Bề dày trầm tích của hệ tầng này khoảng 100m – 600m.