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Der älteste geologischen Einheiten des Landes sind die Schilde des brasilianischen Berglandes und des Berglandes im Osten von Guyana im Osten und Norden des Kontinents. Sie bestehen aus präkambrischen (mehr als 570 Millionen Jahre alten) Eruptivgesteinen sowie Metamorphen Gesteinen. Außerdem ist an den Meisten Stellen das Schild von paläozoischen (570 bis 225 Millionen Jahre alt) Sedimentgesteinen überlagert. Im Süden finden sich hingegen jüngere Basalte.
Fossile Funde in Afrika und im brasilianischen Bergland haben die Annahme bestätigt, dass der Kontinent während der Perm mit Godwana, einer großen, aus Afrika und Asien bestehenden Landmasse, verbunden war.
Das Patagonische Tafelland hingegen ist hingegen von mesozoischen (225 bis 65 Millionen Jahre alten) und tertiären (65 bis 2,5 Millionen Jahre alten) Sedimenten und jüngerem Basaltgestein überlagert.
Durch Erosion des alten Schild entstanden mächtige Sedimentablagerungen in den angrenzenden Meeren. Diese Sedimentgesteine wurden während des Mesozoikums wiederholt gehoben und zu Gebirgen gefaltet. Dieser Prozess der Gebirgsbildung setzte sich während des Tertiärs fort und war von Vulkanismus begleitet. An der Westküste entlang der Subduktionszone, wo sich die pazifische Platte unter die südamerikanische Platte schiebt, dauern vulkanische und seismische Aktivitäten bis heute an.
Die Gletscher der Anden gehen hingegen auf die quartäre Eiszeit zurück, deren Beginn ungefähr vor 2,5 Millionen Jahren war.
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