Đầu tiên, khi nghiên cứu lòng cổ sông Hồng, một con sông có động lực dòng chảy lớn các tác giả đã nhận thấy rằng con sông này được đánh dấu bởi các trầm tích có tướng lòng sông, gồm các thành tạo hạt thô như cuội sỏi ở đáy, chuyển lên là cát hạt thô đến trung có độ chọn lọc khá đến tốt (được gọi trong thuật ngữ phổ thông là cát vàng, một loại cát có thể dùng làm vật liệu xây dựng), một số nơi xen kẹp các thấu kính than bùn. Phần trên của mặt cắt trầm tích lòng sông cổ là các thành tạo tướng hồ móng ngựa, gồm bùn sét xen các thấu kính than bùn. Trầm tích tướng bãi bồi phủ trên cùng là bột sét thường có màu xám vàng, được hình thành theo phương thức phủ tràn trên hầu khắp phạm vi bãi bồi vào mùa lũ, thường là yếu tố làm lu mờ các dấu hiệu chính về vật chất để nhận biết lòng sông cổ. Để khắc phục khó khăn này, các tác giả cho rằng cần phải nghiên cứu thành phần vật chất theo các tài liệu lỗ khoan, mặt cắt địa chất theo lỗ khoan và các vết lộ tự nhiên hoặc nhân tạo ngoài trời.

Trầm tích tướng lòng sông với thành phần hạt thô như cuội sỏi phân bố ở phần sâu của các mặt cắt, chỉ theo dõi được qua các lỗ khoan. Khi khoan nghiên cứu tại khu vực xóm Đường, xã Xuân Nộn, huyện Đông Anh, các tác giả đã nhậ thấy trầm tích tướng lòng sông được lộ ra qua các hố đào khai thác vật liệu xây dựng. Phần trên của vết lộ này, dưới lớp aluvi tướng bãi bồi mỏng là tập cát hạt thô, đã được gắn kết do quá trình laterit hóa. Vật liệu xung quanh các hố đào cho thấy phần dưới của mặt cắt trầm tích ở đây là vật liệu hạt thô, chủ yếu là cát thô lẫn cuội sỏi thạch anh mài tròn tốt. Không những thế, trên lòng sông Cà Lồ tại khu vực này người dân đã và đang khai thác cát cuội sỏi xây dựng. Vật liệu này được hình thành do lòng sông Cà Lồ xâm thực, lộ ra tướng lòng sông của hệ tầng Vĩnh Phúc. Vết lộ này cũng là dấu hiệu được gặp không nhiều để xác định lòng của sông Hồng cổ.

Khi nghiên cứu hồ đào của các công trình xây dựng dọc sông Tô Lịch và khu vực Trung Hòa, Thanh Xuân các tác giả cũng nhận thấy tướng lòng sông cổ với tập cát hạt trung đến thô cũng được gặp khá phổ biến. Đây chính là cơ sở khá tin cậy cho việc khoanh định các lòng sông cổ hình thành sau biển tiến Flandrian nơi đây.

Đặc biệt, khi nghiên cứu mặt cắt địa chất khu vực  Trích Sài - Quảng Khánh - Nghi Tàm qua hồ Tây, các nhà nghiên cứu địa chất địa mạo đã thấy, cấu tạo trầm tích từ dưới lên baogồm lớp cát hạt nhỏ lẫn ít sạn sỏi tướng lòng sông, dày trên 20m, phân bố ở độ sâu khoảng 10m; chuyển lên là các lớp cát pha, bùn sét giàu vật chất hữu cơ, trên cùng là lớp sét màu xám vàng được hình thành trong các kỳ ngập lụt trước đây. Các nhà nghiên cứu cũng chỉ ra rằng trầm tích tướng hồ móng ngựa thường được quan sát dễ dàng bởi các hố đào và công trình xây dựng. Ví dụ tại khu vực Dịch Vọng, theo các tài liệu lỗ khoan, tầng than bùn có nơi dày tới 4m, nằm từ độ cao xấp xỉ mực nước biển trở xuống. Trong quá trình cải tạo các đầm hồ ở phía nam đường La Thành như hồ Đống Đa, hồ Thành Công, đã quan sát được tầng trầm tích gồm sét bùn lẫn nhiều vật chất hữu cơ và các thân gỗ hóa than ở độ sâu 2 - 3m dưới đáy hồ.

Trong khi đó khi phân tích mặt cắt địa chất từ Nhổn đến Đông Anh các tác giả đã nhận thấy độ sâu của lòng sông thường đạt trên 15m. Lòng sông được đặc trưng bởi tầng trầm tích hạt thô như cát, cuội, sỏi. Tại khu vực Nhổn, lớp phủ trầm tích hệ tầng Thái Bình chỉ tồn tại lớp phủ mỏng, từ 2m đến 4 - 5m. Đó là lớp phủ kiểu bãi bồi khi nước lũ tràn bờ. Ở phía Đông Anh, nơi phân bố chủ yếu các thành tạo trầm tích hệ tầng Vĩnh Phúc thì trầm tích hệ tầng Thái Bình chỉ tồn tại lớp mỏng trong phạm vi các dải trũng giữa thềm sông.

Kết quả phân tích thành phần trầm tích sông Hồng ở các khu vực thuộc Hà Nội cho thấy trầm tích thuộc tướng lòng sông bao gồm cát trung, cát thô và cát nhỏ. Sự tồn tại của cát thô và cát trung cho thấy động lực của dòng chảy và tốc độ dòng chảy của sông Hồng là lớn. Sự tồn tại của cả cát thô, cát trung và cát nhỏ cũng phản ánh quá trình biến động lòng sông và sự uốn khúc phân chia các chi lưu của sông Hồng, đó chính là cơ sở để hình thành các dòng sông cổ mà  một số còn dấu tích còn đến ngày nay như sông Tô Lịch, Cà Lồ, Đáy....

Thiên Bảo