Thống Miocen
Phụ thống Miocen giữa - Hệ tầng Thông-Mãng Cầu (N12t - mc)
Mặt cắt đặc trưng của hệ tầng Thông-Mãng Cầu được mô tả ở GK Dừa-1X trong khoảng độ sâu từ 2170-2852m bao gồm phần dưới chủ yếu là cát kết có xen những lớp mỏng sét kết, sét vôi chứa glauconit và xi măng cacbonat, chuyển lên phần trên là sự xen kẽ giữa các trầm tích lục nguyên vôi, với đá vôi thành các tập dày màu xám trắng. Bề dày của hệ tầng ở GK này đạt 682m và thay đổi khác nhau theo các lô. Các trầm tích lục nguyên, lục nguyên vôi phát triển mạnh khi đi dần về phía rìa Bắc (lô 10, 11-1, 11-2) và phía Tây - Tây nam (lô 28, 29, 20, 21, 22) của bể bao gồm chủ yếu cát bột kết và sét kết, sét vôi xen kẽ các thấu kính hoặc những lớp đá vôi mỏng. Trầm tích lục nguyên của hệ tầng ở mọi nơi thường chứa nhiều glauconit, các hóa đá động vật biển, đặc biệt là Foraminifera.
Đá sét kết màu xám tro, xám lục đến xám xanh, gắn kết trung bình yếu, còn có khả năng tan được trong nước do thành phần của đá ngoài thành phần chính là hydromica và kaolinit, còn có chứa một lượng nhất định (10-20%) các khoáng vật lớp hỗn hợp (illit/montmorilonit đặc trưng cho trầm tích biển). Do vậy thành GK thường hay bị sập lở khá mạnh khi khoan qua trầm tích của hệ tầng này.
Cát kết phần nhiều hạt nhỏ, đôi khi hạt trung (khu vực GK 28A-1X, 20- PH-1X, 21-S-1X), xám lục đến xám xanh, lựa chọn và mài tròn trung bình đến tốt,
phân lớp dày đến dạng khối. Phần lớn cát đều chứa glauconit, pyrit, siderit và nhiều hóa đá biển. Các G K ở phần rìa hoặc các khu vực nâng cao, lớp cát có chứa các vụn than (GK 11-1-CC-1X, 11-2-RD-1X..) và các khoáng vật sét. Nhìn chung trầm tích của hệ tầng Thông - Mãng Cầu mới bị biến đổi thứ sinh ở giai đoạn katagenes sớm. Các tập cát có khả năng chứa vào loại tốt.
Đá cacbonat phát triển khá rộng rãi tại các khu vực nâng cao ở trung tâm và đặc biệt tại các lô thuộc phần phía Đông của bể (lô 04 và 05). Đá có màu trắng, trắng sữa, dạng khối dày chứa phong phú san hô và các hóa đá động vật khác được thành tạo trong môi trường biển mở của thềm lục địa bao gồm đá vôi ám tiêu (gặp nhiều tại các phần nổi cao 04-A-1X, Mía-1X, 05-TLB-1X, 06-LT-1X, LĐ-1X) và các lớp đá vôi dạng thềm phát triển tại những phần sườn thấp của các đới nâng (lô 05, 06 và 12...). Ngoài ra, trong tập đá cacbonat cũng gặp xen kẽ các lớp đá vôi dolomit hoặc dolomit dạng hạt nhỏ do kết quả của quá trình dolomit hóa một phần hoặc hoàn toàn của cả 2 loại đá vôi kể trên. Đá cacbonat tầng Thông - Mãng Cầu bị tái kết tinh mạnh hơn và bị đôlômit hóa mạnh hơn so với đá cacbonat của tầng Nam Côn Sơn nằm trên. Ngoài đặc điểm khác biệt về các đới cổ sinh thì mức độ đôlômit hóa và tái kết tinh là điểm khác biệt duy nhất về mặt thạch học để có thể phân biệt được giữa các tập cacbonat. Khả năng chứa của các tập cacbonat đã được khẳng định thuộc loại tốt tới rất tốt với độ rỗng trung bình thay đổi từ 14% đến 25%. Kiểu độ rỗng chủ yếu là các loại giữa các tinh thể do quá trình dolomit hoá và lỗ rỗng dạng hang hốc do hoà tan, rửa rũa các khoáng vật cacbonat. Trong các GK 05-1b-TLB-1X, 06-LT-1X và 06-LĐ-1X đã gặp nhiều tập chứa có độ rỗng trung bình có thể đạt được từ 15% dến 32% và tỷ lệ bề dày của các tập chứa cao với tổng chiều dày thay đổi từ 40 dến 90%.
Theo phân loại đá cacbonat của hệ tầng chủ yếu là đá packston và wackeston (gặp nhiều trong đá vôi ám tiêu), đá mudsston và ít wackeston (gặp nhiều trong đá vôi dạng nền GK 05-1b-TL-1X, 05-1b-TL-2X và một số GK thuộc khu vực mỏ Đại Hùng). Thành phần vụn chính gồm tàn tích sinh vật, ít hơn có intraclast, kết hạch và các vật liệu khác. Mảnh vụn sinh vật chiếm tỷ lệ 10% đến 85% với thành phần rất đa dạng và phong phú cả về chủng loại lẫn kích thước của sinh vật. Phổ biến nhất là các loài san hô, tảo đỏ, Foraminifera và Echinoderm. Ngoài ra trong đá cũng thường có một tỷ lệ canxit tinh thể nhỏ (micrit) và những vật liệu vụn có nguồn gốc lục nguyên khác như thạch anh, fenpat, mảnh đá v.v. Sự có mặt của các chủng loại sinh vật và các thành phần khác nói trên cho phép xác
định rằng các đá cacbonat của hệ tầng đã được hình thành trong điều kiện môi trường biển, biển nông, môi trường biển năng lượng thấp, thuộc phần ngoài khơi của thềm lục địa (tạo đá cacbonat dạng thềm). Đồng thời khu vực trầm tích cũng còn chịu ảnh hưởng tương đối mạnh của các nguồn cung cấp vật liệu từ lục địa.
Hoá đá tương đối phong phú đặc trưng cho trầm tích Miocen giữa và thuộc các đới: Đới Florschuetzia meridionalis; Phụ đới Florschuetzia trilobata; N9-N13, TF2-TF3; NN7-NN9.
Các phức hệ bào tử phấn hoa của đới Florschuetzia meridionalis/Miocen giữa được xác định bởi sự có mặt của phấn Florschuetzia meridionalis. Các phấn phổ biến của phức hệ này gồm Fl.trilobata, Fl.levipoli, Comptosteman, Acrostichum,
Tsugapollenites, Pinuspollenites, Stenochlaena, nhiều Rhizophora,
Magnatriatiteshowardii. Tuy nhiên ở phần phía Đông của bể, trong các đá trầm tích vôi rất nghèo bào tử phấn hoa, ngược lại Foram và Nanno tương đối phong phú.
Các hoá đá Foraminifera chỉ gồm dạng bám đáy của Ammonia, Elphidium, Cibicides ở phía Tây bể, các Plankton có giá trị định tầng thấy phổ biến ở các lô phía Đông. Đới N9-N13 của Miocen giữa được xác định theo Orbulia universa
để phân biệt với các đới cổ hơn N9 và Globorotalia mayeri, Globorotalia fohsi. Các dạng phân bố dài khác trong Miocen cũng thấy nhiều như Gds, trilobus, Gds, obliquus, Gds, immaturus, Gds, sacculifer v..v. Trong các lô 04, 05, 06 trong các lớp đá vôi có chứa nhóm TF2 gồm Lepidocyclina, Amphistegina và nhiều
Operculina.
Môi trường trầm tích ở phía Tây chủ yếu là tam giác châu thổ đến đồng bằng, còn ở phía Đông chủ yếu là biển nông.