Đới trung tâm được giới hạn bởi đứt gãy Sông Lô về phía Đông Bắc và đứt
gãy Sông Chảy về phía Tây Nam. Đặc điểm chính của đới cấu tạo này là sự sụt lún mang tính khu vực rõ rệt với chiều dày của lớp phủ Kainozoi tới 7000m. Đới này, được chia thành 3 phụ đới khác nhau là đới nghịch đảo Mioxen, trũng Đông Quan và phía Bắc trũng Trung tâm.
Trũng Đông Quan
Đây là phần trũng sâu trong đất liền thuộc MVHN, được giới hạn với phần rìa Đông Bắc bởi hệ đứt gãy Sông Lô về phía Đông-Bắc và với đới nghịch đảo kiến tạo bởi đứt gãy Vĩnh Ninh về phía Tây, và còn kéo dài ra vùng biển nông thuộc lô 102. Đặc điểm nổi bật của của đới này là các trầm tích Mioxen dày 3000m, uốn võng nhưng ổn định, ít hoạt động kiến tạo, và nằm bất chỉnh hợp lên trầm tích Eoxen- Oligoxen, dày hơn 4000 m, đã bị nâng lên, bào mòn-cắt xén cuối thời kỳ Oligoxen. Hoạt động kiến tạo nâng lên, kèm với việc dịch chuyển trái vào thời kỳ đó đã tạo nên một mặt cắt Oligoxen có nhiều khối đứt gãy thuận-xoáy xéo. Các khối đứt gãy xoáy xéo này là những bẫy dầu khí quan trọng, mà một trong số đó đã được phát hiện là mỏ khí D14.
Đới nghịch đảo Mioxen
Thực chất đới này trước đó nằm trong một địa hào sâu, chiều sâu móng thường sâu trên 8 km trong phạm vi từ đất liền ra đến lô 102, 103, 107 nhưng sau đó bị nghịch đảo trong thời kỳ từ Mioxen giữa đến cuối Mioxen trên, ở vài nơi nghịch đảo kiến tạo còn hoạt động trong cả đầu thời kỳ Plioxen. Đới nghịch đảo nằm kẹp giữa đứt gãy Sông Chảy ở Tây Nam và đứt gãy Vĩnh Ninh ở Đông Bắc, kéo dài từ đất liền ra biển. Các cấu tạo đặc trưng cho nghịch đảo kiến tạo Mioxen là cấu tạo Tiền Hải (đất liền), Hoa Đào, Cây Quất, Hoàng Long, Bạch Long... ở các lô 102, 103, 106, 107. Hoạt động nghịch đảo này giảm dần, tạo thành mũi nhô Đông Sơn kéo dài đến lô 108, 109.
Nguồn gốc của nghịch đảo kiến tạo là do dịch chuyển trượt bằng phải của hệ thống đứt gãy Sông Hồng vào thời kỳ cuối Mioxen. Vì vậy, mặt cắt trầm tích Mioxen bị nén ép, nâng lên, bị bào mòn cắt xén mạnh, mất trầm tích từ vài trăm đến hàng nghìn mét, thời gian thiếu vắng trầm tích từ một đến vài triệu năm. Tuy đây là một đối tượng TKTD hết sức quan trọng, nhưng do cấu tạo được hình thành muộn hơn pha tạo dầu chính và lại bị bào mòn cắt xén quá mạnh nên khả năng tích tụ dầu khí bị hạn chế. Vì thế đây có thể xem là rủi ro thứ nhất của các bẫy dầu khí loại này. Rủi ro thứ hai liên quan đến chất lượng chứa, vì trước đó, trầm tích Mioxen đã nằm rất sâu trong địa hào (cổ) nên đất đá đã từng bị nén ép chặt bởi áp suất tĩnh, cho dù sau khi bị nghịch đảo mặt cắt được nâng lên nhưng đất đá này vẫn giữ độ rỗng nguyên sinh thấp có từ trước, rồi lại chịu thêm các quá trình biến đổi thứ sinh nên độ rỗng lại càng kém đi. Phương hướng tìm kiếm thăm dò cho các cấu tạo loại này là chọn các cấu tạo bình ổn về mặt kiến tạo, ít bị bào mòn và có thời gian bào mòn ngắn nhất trong Mioxen.