Bể Sông Hồng là một bể trầm tích Kainozoi được hình thành từ một địa hào dạng kéo tách có hướng Tây Bắc-Đông Nam, được khống chế ở hai cánh bằng các đứt gãy thuận trượt bằng ngang. Sự khởi đầu hoạt động của các đứt gãy này là do va chạm của mảng Ấn Độ vào mảng Âu-Á vào thời kỳ Eoxen-Oligoxen sớm. Hoạt động trượt bằng trái và kéo tách chính là cơ chế kiến tạo chính tạo thành bể Sông Hồng. Sau quá trình nghịch đảo kiến tạo trong Mioxen giữa-muộn, bể trầm tích tiếp tục trải qua quá trình sụt lún nhiệt cho đến ngày nay. Là một bể trầm tích có lịch sử phát triển địa chất phức tạp từ Paleogen đến nay, bể Sông Hồng với nhiều pha căng giãn-nén ép, nghịch đảo kiến tạo, nâng lên-hạ xuống, bào mòn-cắt xén, uốn võng do nhiệt, kèm sự thăng giáng mực nước biển, vì thế, theo không gian và thời gian, cấu trúc địa chất và môi trường trầm đọng không đồng nhất mà biến đổi từ Bắc vào Nam, từ đất liền ra biển, từ móng trước Kainozoi đến trầm tích hiện đại. Cũng vì thế, bể Sông Hồng bao gồm nhiều đơn vị cấu trúc khác nhau, ẩn chứa tiềm năng dầu khí khác nhau.
Lô 102-106 nằm ở phía Bắc bể Sông Hồng, tiếp giáp với Miền võng Hà Nội ở phía Tây, thềm Quảng Ninh ở phía Bắc và bể Beibuwan ở Phía Đông. Sự phát triển địa chất của lô 102-106 gắn liền với hoạt động địa chất kiến tạo của bể Sông Hồng. Cấu trúc bể phát triển kéo dài theo hướng Tây Bắc – Đông Nam và được khống chế bởi hai đứt gãy trượt bằng lớn là đứt gãy Sông Chảy và đứt gãy Sông Lô, là những đứt gãy chính trong hệ thống đứt gãy Sông Hồng. Dựa vào đặc điểm cấu trúc có thể phân thành 3 đơn vị cấu trúc chính là: Đới Tây Nam, đới Trung tâm và đới đơn nghiêng Đông Bắc (Hình 1.6 và 1.7).
Hình 1.6. Bản đồ móng và các đới cấu trúc chính bể Sông Hồng (theo N.M.Huyền, 1998, hiệu chỉnh năm 2004)