Các trầm tích Đệ tam khu vực Hạ Long phân bố rải rác thành các dải hẹp và được cho là tương đồng với các thành tạo trầm tích Đệ tam trong các bể chứa khí trên thềm lục địa Việt Nam. Trên cơ sở tổng hợp, xử lý các kết quả phân tích thạch học, độ hạt, cổ sinh, số liệu đo vẽ địa tầng chi tiết cùng với các dạng cấu tạo quan sát trực tiếp ngoài thực địa, các thành tạo trầm tích Đẹ tam khu vực Hạ Long được phân chia thành bốn tướng thạch học và môi trường lắng đọng tương ứng: tướng cát kết phân lớp xiên chéo được lắng đọng trong môi trường dòng sông
tướng sét - bột kết chứa vật chất than lắng đọng trong môi trường đồng bằng ven sông
tướng cát - cuội - sạn kết cấu tạo hạt mịn dần, thành tạo trong môi trường hữu cơ được thành tạo trong môi trường hồ lục địa. Kết quả nghiên cứu tướng, môi trường lắng đọng trầm tích và đặc điểm, tính chất hoạt động kiến tạo khu vực đã chỉ ra rằng vùng nghiên cứu chịu ảnh hưởng mạnh mẽ bởi các hoạt động tân kiến tạo, chủ yếu là hoạt động biến dạng dòn và căng giãn cùng với yếu tố trượt bằng khu vực.