Thống Oligocen - Hệ tầng Cau (E3 - c)
Hệ tầng Cau hiện đã gặp tại nhiều giếng khoan ở nhiều lô, phủ bất chỉnh hợp trên móng trước Kainozoi. Các trầm tích thuộc hệ tầng Cau lần đầu tiên được mô tả chi tiết tại GK-Dừa-1X (lô 12) từ độ sâu 3680-4038 m. Mặt cắt đặc trưng của hệ tầng bao gồm chủ yếu là cát kết màu xám xen các lớp sét kết, bột kết màu nâu. Cát kết thạch anh thô đến mịn độ lựa chọn kém, xi măng sét, cacbonat. Bề dày trung bình đạt 358m.
Trầm tích của hệ tầng vắng mặt phần lớn trong các đới nâng cao (Đại Hùng, phần Tây lô 04 cũ, phần lớn lô 10, 28, 29 và các lô khác từ phía Tây – Tây Nam của bể), còn lại ở hầu hết diện tích mặt cắt đầy đủ được tổng hợp thành 3 phần chính.
Phần dưới cùng gặp nhiều cát kết từ hạt mịn đến thô, đôi khi rất thô hoặc sạn kết, cát kết chứa cuội, sạn và cuội kết (GK 21S: 3920-3925m; GK 06-HDB- 1X: 3848-3851m), màu xám sáng, xám phớt nâu hoặc nâu đỏ, tím đỏ, phân lớp dày hoặc dạng khối, xen kẽ một khối lượng nhỏ các lớp bột kết hoặc sét màu xám tới xám tro, nâu đỏ, hồng đỏ (GK 21S-1X) chứa các mảnh vụn than hoặc các lớp than. Giống như ở bể Cửu Long, một số GK cũng đã phát hiện được sự có mặt xen kẽ của các lớp đá phun trào núi lửa: andezit, bazan (GK 12W-HH- 1X và 12W-HA-1X, GK 11-1-CDP-1X, GK 12C-1X), đá mạch diabas (20-PH- 1X).
Phần giữa thành phần mịn chiếm ưu thế gồm các tập sét phân lớp dày đến dạng khối màu xám sẫm tới xám tro, xám đen xen kẽ ít bột kết, cát kết hạt từ mịn đến thô màu sáng, xám sẫm đôi khi phớt nâu đỏ hoặc tím đỏ (GK 21S-1X), khá giàu vôi và vật chất hữu cơ cùng các lớp sét chứa than và than.
Phần trên cùng gồm xen kẽ cát kết hạt nhỏ đến trung màu xám tro, xám sáng đôi chỗ có chứa glauconit, Foram (GK 12C-1X, Dừa-1X) và bột kết, sét kết
màu xám tro đến xám xanh hoặc nâu đỏ (GK 21S-1X).
Bề dày trầm tích, đặc điểm phân tập nói trên cũng như đặc tính của mỗi tập thay đổi nhiều giữa các lô trong bể. Chẳng hạn ở GK 06-HDB-1X vắng mặt các trầm tích phần trên hoặc ở mức độ chứa than tăng lên rất nhiều trong các GK thuộc cấu tạo Thanh Long.
Về màu sắc, đa phần màu xám, xám sáng đến xám sẫm, tuy nhiên màu xám nâu, nâu đỏ, thậm chí màu hồng đỏ cũng thường gặp trong các GK nằm ở phía Tây (đặc biệt là GK 21S-1X). Bề dày trầm tích biến đổi từ 100 - 700m trong các lô phía Tây tăng lên tới hàng nghìn mét tại các lô phía Đông.
Đá sét của hệ tầng có cấu tạo phân lớp dày hoặc dạng khối, rắn chắc.
Ở phần dưới tại những khu vực bị chôn vùi sâu sét bị biến đổi khá mạnh, dần dần trở thành argilit do bị nén ép mạnh và tái kết tinh một phần các thành phần khoáng vật sét nguyên sinh. Đá sét thường chứa hàm lượng nhất định vật chất hữu cơ và được coi là tầng sinh, đồng thời nhiều nơi cũng được coi là tầng chắn tốt. Thành phần chính của khoáng vật sét gồm chủ yếu là hydromica và kaolinit cùng một lượng nhỏ clorit, còn nhóm khoáng vật dễ trương nở (montmorilonit và lớp hỗn hợp) hầu như mất hẳn.
Đá cát kết hệ tầng Cau có độ hạt mịn từ nhỏ (phần trên) hoặc hạt trung bình đến thô, đôi khi rất thô (phần dưới), độ lựa chọn từ trung bình đến kém, hạt bán tròn cạnh đến góc cạnh. Đa phần cát kết có thành phần rất đa khoáng, giàu felpat, thạch anh và mảnh đá thuộc loại litharenit felpat và litharenit (GK 06-HDB-1X) đôi khi lithic.
Đặc biệt trong thành phần của mảnh đá rất giàu các mảnh đá biến chất (đá phiến sét và quaczit) và macma. Điều đó chứng tỏ rằng nguồn cung cấp vật liệu chính cho trầm tích hệ tầng Cau là từ các khối biến chất và macma cổ. Hàm lượng xi măng trong cát kết chiếm tỷ lệ cao, thường >10% đôi khi tới 30% (GK05-1b-TL-2X) và bao gồm nhiều cacbonat (canxi, siderit) với một lượng đáng kể xi măng thạch anh và sét, lấp đầy phần lớn các lỗ rỗng giữa hạt làm giảm nhiều tính chất chứa và thấm nguyên sinh của đá, đặc biệt là các trầm tích nằm sâu hơn 4000m trong các lô phía Đông.
Các tập cát kết của hệ tầng Cau ở nhiều GK được coi là các tầng có khả năng chứa trung bình. Tuy nhiên, tính chất chứa của đá cũng biến đổi mạnh theo
độ sâu và theo khu vực tuỳ thuộc vào đặc tính trầm tích và mức độ biến đổi thứ sinh của đá.
Phần lớn đá bị biến đổi thứ sinh khá mạnh từ katagenes muộn cho đến đầu giai đoạn metagenes sớm cho những trầm tích bị chôn vùi ở độ sâu lớn (chẳng hạn ở độ sâu >4600 m tại GK 05-1B-TL-2X).
Các hoá đá cổ sinh trong hệ tầng Cau thuộc: + Phức hệ Cicatricosisporites/Mayeripollis + Đới Florschuetzia trilobata
Các bào tử phấn hoa đặc trưng của phức hệ này chỉ có Florschuetzia trilobata trong nhóm Florschuetzia, Magnastriatileshowardi, Pinuspollenites, Verrucatosporites, Osmunda, Gemmamonoles, Retitricolpites, Cyclophorus, Crudia và các dạng vùng đồng bằng tam giác châu: Baringtonia, Calophyllum, Calamus và tảo nước ngọt Pediastrum Bosedinia lẫn với vỏ Foraminifera. Đới Florschuetzia trilobata Oligocen được xác định với sự có mặt của Fl. Trilobata
trong khi vắng các dạng khác của giống Florschuetzia. Tuổi Oligocen còn được xác định bằng Verrutricolpites pachydermus, Mayeripollis (GK 11-2 RD-1X).
Trầm tích hệ tầng Cau được thành tạo trong thời kỳ đầu hình thành của bể trầm tích trong điều kiện môi trường thay đổi nhanh giữa các khu vực. Vào thời kỳ đầu tách giãn ở rìa phía Bắc-Tây Bắc, Tây-Tây Nam của bể phổ biến trầm tích tướng lục địa bao gồm lũ tích, sông, quạt bồi tích, đồng bằng châu thổ xen kẽ đầm hồ, trong khi phần phía Đông các lô 05, 06 các trầm tích kiểu tam giác châu, đầm hồ vũng vịnh (lô 05, 04) lại chiếm ưu thế biểu hiện bằng sự phổ biến các lớp sét chứa than và than (các G K 05-1b-TL-1X, 06-HDB-1X). Thời kỳ đầu tách giãn nhiều khu vực đã xảy ra các hoạt động núi lửa, kết quả đã hình thành một số lớp phun trào andesit, bazan, diabas và tuf có tính chất và thành phần gần tương tự như các đá phun trào đã quan sát thấy ở bể Cửu Long. Vào giai đoạn sau phần lớn khu vực các trầm tích được lắng đọng trong môi trường tam giác châu, đầm hồ vũng vịnh chịu nhiều ảnh hưởng của các yếu tố biển ven bờ đến biển nông, đặc biệt là diện tích các lô phía Đông – Đông Bắc của bể. Điều nhận định này được chứng minh bằng lát cắt trầm tích có xu hướng mịn dần về phía trên và trong cát kết ở nhiều khu vực đôi khi phát hiện glauconit cũng như các hoá đá biển (GK 05-1b-TL-2X, Dừa-1X, 12C-1X v.v.)