Đơn nghiêng Đông Bắc được giới hạn bởi đứt gãy Sông Lô về phía Đông Bắc, chiếm phần lớn diện tích của lô 102, được tạo nên từ các địa hào, bán địa hào, địa lũy và khối nhô móng.
- Thềm Hạ Long: Ở phía Đông Bắc đứt gãy Sông Lô phát triển từ đất liền ra biển
đến các lô 101 và phía Bắc lô 106. Tại đây có lớp phủ trầm tích Kainozoi mỏng và móng Paleozoi nâng cao dần rồi lộ trên mặt ở đất liền tại rìa Đông Bắc Miền Võng Hà Nội. Một số giếng khoan nông trong đới này đã phát hiện được các đá móng cacbonat (K.8, K.14, K.81, B10-1X) và đá phiến sét-sericit, cát kết dạng quaczit (B10-1X, B26-1X) Paleozoi muộn. Móng của phần rìa nổi dần lên cao và lộ ra nhiều nơi như Đồ Sơn, Kiến An, Vịnh Hạ Long với các thành tạo cacbonat và lục nguyên Paleozoi muộn.
- Địa hào Kiến An: Nằm ở phía Tây Bắc lô 106, ranh giới phía Tây Bắc là đứt gãy
Kiến Thụy, phía Đông Nam là đứt gãy Tiên Lãng. Địa hào này bắt đầu từ khu vực Bắc Thái Thụy dọc bờ sông Thái Bình kéo qua đông bắc bộ lô 102 và lô 106. Phần Tây Bắc địa hào này phát triển độc lập, vào đầu Eoxen chỉ có đứt gãy Kiến Thụy hoạt động và khu vực Chí Linh ngày nay nằm trong trũng dạng lòng chảo, khi khối móng Chí Linh chuyển động nghịch đảo từ cuối Eoxen thì phần giữa khối móng này và đứt gãy Kiến Thụy (địa hào Kiến An) vẫn chịu tác động sụt lún làm cho về dầy trầm tích Oligoxen tăng lên đáng kể.
- Địa lũy Tiên Lãng, Chí Linh: Tạo nên bởi khối nhô móng Chí Linh và khối nhô móng Tiên Lãng, kéo dài theo hướng Tây Bắc – Đông Nam và ở hai phía Đông Bắc và Tây Nam bị giới hạn bởi hai đứt gãy. Địa lũy Tiên lãng và Chí Linh bị chôn vùi bởi trầm tích Oligoxen và Mioxen dày từ 600m đến 1350m. Đá móng là cacbonat Cabon – Pecmi ở khối nâng Tiên Lãng và là trầm tích biến chất ở khối nâng Chí Linh.
- Bán địa hào Thủy Nguyên: Giới hạn phía Tây Bắc bởi đứt gãy Chí Linh và phía
Đông Nam bởi mũi nhô Tràng Kênh. Chiều dày trầm tích lớn nhất xấp xỉ 3500m và chiều dày trầm tích tăng lên về phía mũi nhô Tràng Kênh. Bán địa hào mở rộng về phía Đông Nam và nối liền với trũng Bạch Long Vĩ.
- Mũi nhô Tràng Kênh: Là một phần của đới nâng Tiên Lãng. Lúc đầu mũi nhô này
chỉ có chiều sâu 1300m – 1500m sau đó chìm dần tới 3400m ở phần phía Bắc giếng khoan 103-TG-1X. Mũi nhô này hình thành từ cuối Eoxen, các trầm tích của nó bị bào mòn, cắt cụt đến hoàn toàn.