Mauricio Parra Amezquita.

O escopo principal deste projeto é o de comparar Cinturões de de dobras e empurrões (fold-and-thrust belts) fanerozoicos com seus equivalentes proterozoicos em termos de seus estilos e regimes deformacionais. O estudo será realizado através da construção de seções geológicas ortogonais às estruturas, geometricamente controladas, balanceadas e restauráveis, tomando como base levantamentos de campo, a cartografia geológica existente e seções sísmicas quando disponíveis. Também serão realizadas datações geocronológicas U-Pb em zircões detríticos e ígneos, visando elucidar eventuais dúvidas de ordem estratigráfica, e estudos de termocronologia por traços de fissão e (U-Th)/He visando estabelecer taxas e controle tectônico de exumação dos maciços. Pretende-se aqui analisar três casos de cinturões de dobras e empurrões de diferentes idades e contextos geológicos: 1) O front de cavalgamentos do Espinhaço Meridional; 2) o cinturão de dobras e empurrões de Marañon, nos Andes peruanos; e 3) a faixa Itaiacoca do Cinturão Ribeira Meridional.

The structural architecture and the tectonic evolution of the western Central Andes remains an open debate due to the absence of key geological constrains such as the structural styles in subsurface, ages of the geological units, and age of deformation. . A proper understanding of these elements is key to assess the interplay between structure, growth mechanism and timing of deformation in any orogenic belt. Moderate amount of exhumation and Cenozoic volcanism that has supplied datable materials to the inter-montane basins make the Central Andes of northern Chile is one of the most attractive natural laboratory in South America to analyze this interplay. In particular, the Pre-Andean Depression and their associated inter-montane basins represent privileged places to study the effects of the Andean deformation in the western Central Andes due to excellent outcrops and existence or industry subsurface information. This scientific project seeks to foster collaboration between the tectonic team at the North Catholic University of Chile and the geochronological team in the University of Sao Paulo in order to obtain the best concept of the structure and the tectonic evolution of the inter-montane basins that form part of the Chilean Pre-Andean Depression along the Salar de Punta Negras Basins. Previous structural and geochronological interpretations carried out as initial collaboration between both teams (Chile-Brazil) have allowed to propose the hypothesis that inter-montane basins resulted from the Late Cretaceous to Paleocene tectonic inversion of ancient Mesozoic half grabens. To further examine this hypothesis, a multidisciplinary work scheme will be conducted, which include: fieldwork, seismic and structural interpretations, and radiometric age determinations by U-Pb and low-temperature thermochronology methods (apatite fission track and (U-Th)/He in apatite and zircon). This initiative includes the important goal of forming human resources by including the participation of new PhD and ungraduated students, which will strengthen and enlarge our already established scientific network.

O bioma amazônico abriga a maior diversidade de espécies da Terra e constitui importante elemento do ciclo do carbono, com capacidade para influenciar o clima global. A floresta amazônica é crucial para a produção e distribuição da umidade atmosférica na América do Sul, além de sustentar a maior bacia hidrográfica do mundo, a qual conecta as montanhas andinas com o oceano Atlântico equatorial. A evolução geológica, climática e biológica da Amazônia representa um dos grandes temas da Ciência contemporânea, pois é fundamental para compreender a origem da biodiversidade tropical e os efeitos das mudanças climáticas e da evolução da paisagem física sobre a biota, tanto em relação às mudanças ocorridas no passado quanto às projetadas para o futuro. Destaca-se ainda que durante o Mesozoico, a região amazônica integrou a Província Magmática do Atlântico Central (PMAC), um dos maiores eventos magmáticos já ocorridos na Terra, o qual teria impactado a composição da atmosfera e induzido a extinção biótica em massa do limite Triássico/Jurássico. A história da Amazônia e sua relevância global motivam o "Trans-Amazon Drilling Project" (TADP, Projeto de Perfuração Transamzônica), iniciativa internacional de pesquisa que visa responder às seguintes questões: (1) Como a história climática e geológica do Cenozoico, incluindo o soerguimento dos Andes, a formação do rio Amazonas e a expansão do oceano Atlântico influenciaram a origem da floresta amazônica e sua biodiversidade incomparável? (2) Qual a origem do complexo de sils da PMAC na Amazônia e como isto afetou a composição da atmosfera e os processos que levaram à extinção em massa do limite Triássico/Jurássico? Estas questões podem ser respondidas somente por meio de perfurações para acessar a história cenozoica da Amazônia registrada em sedimentos de áreas continentais e oceânicas, assim como os sils da PMAC e suas rochas sedimentares encaixantes. O TADP representa o mais amplo programa de pesquisa já organizado para estudar a origem e evolução da Amazônia. O TADP é planejado e executado no âmbito do International Continental Scientific Drilling Program (ICDP), abrange pesquisadores de 12 países e visa a realização de perfurações para coleta de testemunhos de sedimentos e rochas em localidades ao longo de um perfil entre o foreland andino e a margem atlântica, que representará cerca de 10 da circunferência terrestre equatorial. Ao longo desta seção equatorial, serão amostrados de forma inédita e sistemática: (1) o registro estratigráfico do Cenozoico, que compreende sucessões sedimentares com 370 a 2000 m de espessura nas localidades selecionadas para perfuração (bacias do Acre, Solimões, Amazonas e Marajó), e (2) as rochas magmáticas da PMAC e rochas sedimentares hospedeiras, subjacentes às sequências cenozoicas em grande parte da Amazônia brasileira. Esta será a primeira vez que os estratos sedimentares do Cenozoico da Amazônia serão perfurados e amostrados de forma contínua por meio de testemunhos para propósitos científicos. Este projeto permitirá a realização de análises sistemáticas da história geológica e climática da Amazônia desde o início do Cenozoico, período considerado chave para entender a iniciação e consolidação da floresta neotropical e da bacia hidrográfica amazônica. Assim, este projeto trará avanços científicos de grande relevância, pois possibilitará compreender a origem e as transformações da floresta amazônica e da bacia hidrográfica do rio Amazonas, elementos fundamentais do sistema climático global.

Apesar do crescente reconhecimento de que a dinâmica fluvial desempenha um papel importante na evolução da paisagem amazônica e na diversificação da biota, faltam informações sobre o timing e os mecanismos que controlam mudanças no sistema fluvial amazônico ao longo do tempo. Essa lacuna de conhecimento resulta da falta de idades robustas para os registros geológicos do Cenozoico Tardio (Neógeno e Quaternário) e da ausência de proxies adequados para comparação entre sistemas fluviais antigos e modernos. Esse é o caso particular das planícies e áreas sub-andinas do noroeste da Amazônia, compreendendo os rios Caquetá e Guaviare que drenam o interflúvio das bacias dos rios Amazonas e Orinoco, respectivamente. Este projeto de pesquisa utiliza abordagem integrada baseada em métodos geológicos, geocronológicos e filogeográficos para reconstruir a história paleogeográfica do noroeste da Amazônia e seus efeitos na evolução biótica durante o Neógeno e o Quaternário. Trazendo novas técnicas, vamos gerar um dos registros mais detalhados já produzidos sobre a evolução da paisagem do sistema fluvial que drena o interflúvio Amazonas-Orinoco. Tal registro possibilitará responder questões fundamentais sobre o (1) tempo e mecanismo da separação das bacias do Amazonas e Orinoco, (2) resposta dos sistemas fluviais às mudanças climáticas e tectônicas, e (3) como as mudanças nas planícies fluviais impactam a evolução das aves e plantas em diferentes escalas de tempo. Uma parte importante de nossa proposta será desenvolver de forma mais profunda as colaborações existentes entre pesquisadores brasileiros e colombianos, que utilizam dados geológicos e biogeográficos para testar e aperfeiçoar modelos de evolução da paisagem. Os dados gerados permitirão melhorias significativas nesses modelos, contribuindo, em última análise, para previsão mais precisa de mudanças futuras nos rios e na biodiversidade amazônica, e para fomentar cientistas e tomadores de decisão na criação de estratégias inteligentes e eficazes de conservação e mitigação de impactos ambientais.

Apesar de seu relevo topográfico proeminente de até 8 km e sua localização nos trópicos, onde os processos erosivos são mais intensos, a Sierra Nevada de Santa Marta (SNSM), no norte da Colômbia, sofreu taxas moderadas de soerguimento em torno de 0,1-0,3 mm/ano há pelo menos 15 Ma, associado à tectônica de deslizamento ao longo da margem sul do Caribe. Este resultado baseou-se na termocronologia em rochas detríticas realizada em sedimentos modernos e em estratos do Mioceno expostos em pequenos depocentros adjacentes que agora estão expostos nas margens devido à inversão tectônica desde 10 Ma. O registro anterior de soerguimento e exumação associados à subducção, colisão e deslizamento lateral direito está soterrado na Bacia do Caribe colombiano adjacente, no norte, e na Bacia Vale Inferior do Magdalena, no sudoeste, onde a exploração de petróleo é ativa. Desta forma, entende-se que um estudo de termocronometria detrítica multi-método de amostras selecionadas de poços do final do Eoceno-Mioceno nas bacias adjacentes permitirá i) entender os padrões de soerguimento na construção inicial na SNSM; ii) quantificar o deslocamento das falhas dextro-laterais (Oca-El Pilar) que constituem o limite sul da Placa do Caribe; e, iii) identificar a posição espaço-temporal da borda dianteira da placa do Caribe, num contexto de migração dextral para o leste.

Reconstructing the topographic evolution of mountains aids our understanding of the geodynamic processes that shape the Earth´s surface, its interaction with atmospheric circulation, and the ensuing development of ecosystems and biomes. One of the most biodiverse ecosystems on Earth lies in the Amazon basin (Antonelli et al., 2018), in particular along its western sector (e.g. Barthlott et al., 2007), including territories in Bolivia, Colombia, Ecuador, Peru, and western Brazil. There, available stratigraphic data document the existence of a mega-wetland (Hoorn et al., 2011; Wesselingh and Salo, 2006) between ~23 and ~11 Ma, before the incipient development of a transcontinental Amazon river flowing eastwards into the Atlantic Ocean (Figueiredo et al., 2009), which was fully connected with western Amazonia, as we know it today, by late Micoene-Pliocene (Hoorn et al., 2017; Hoorn et al., 2010; Latrubesse et al., 2010). Competing hypothesis on the geodynamic processes underlying such a shift include two end-member scenarios: (1) drainage reversal associated with dynamic subsidence due to sustained westward motion of the South American Plate (Shephard et al., 2010); and (2) surface processes and flexural isostasy associated to Andean uplift (Sacek, 2014). Testing the degree of contribution of these two end-member models rely on an accurate estimate of topographic construction, which is lacking in the northeastern Andes that constitute the Amazon watershed. Commonly, well documented Oligo-Miocene ages of rock exhumation in the northern Andes (Mora et al., 2013; Parra et al., 2009) have been mistakenly used as evidence of the presence of a high Andean range. The motivation of this proposal is to quantify the two components of rock uplift - surface uplift and exhumation - in the Andean watershed regions of northwestern Amazonia, including areas in southern Colombia, Ecuador, and Peru, using a multi-method approach that include detailed topographic surveying and geochronology of Quaternary fluvial terraces, stratigraphic surveying and provenance of Late Cenozoic strata, bedrock low- temperature thermochronometry in key areas lacking such information, and stable isotope paloaltimetry in Late Cenozoic strata. In a second stage, the project aims at studying the Andean uplift signal preserved Miocene and Quaternary Cenozoic deposits in western Amazonia using outcrop sections as well as by analyzing samples from drill cores collected in the framework of the collaborative TADP Project (Baker et al., 2015).

This project aims at establishing a multi-method methodology for the assessment of the thermal evolution of sedimentary basins, and to apply this concept to the intermontane basins of the Sierras Pampeanas in NW Argentina. In particular, we aim to reconstruct the thermal evolution in the vicinity of the Andean front using clay mineralogy, low-temperature thermochronometry, vitrinite reflectance and Raman spectroscopy, to interpret and contrast thermal histories along different positions across the Central Andes, and to evaluate the influence of Cenozoic synorogenic sediment accumulation on the maturation of hydrocarbon source rocks.

The main goal of this project is to foster the exchange of researchers with complementary expertise in Low Temperature Thermochronometry from the Universities of Sao Paulo (Brazil) and Rennes (France) , ultimately aimed at (1) implementing new analytical methods in Sao Paulo, (2) establishing a novel and potentially powerful modeling strategy using Bayesian methods in detrital samples; and (3) testing this approach in an area that is currently the focus of a FAPESP-funded Research Scholarship in northern Colombia, where a plethora of thermochronometric data are being produced to will shed light on the geodynamic mechanisms responsible for the uplift of the Sierra Nevada de Santa Marta.

O incremento na demanda de combustíveis fósseis junto com a menor taxa de descobertas de novos recursos exigem ações urgentes direcionadas ao fornecimentode energia. Este projeto explorará uma destas ações que é melhorar a predição de hidrocarbonetos ainda a serem descobertos numa bacia sedimentaria matura: a bacia subandina da Cordilheira Oriental e os Llanos na Colômbia, entre 2° e 7° N Lat. Em uma colaboração já bem-sucedida com Empresa Colombiana de Petróleo (Ecopetrol) a modelagem tridimensional do sistema petrolífero será aboradada para um área de ~100.000 km2 . Nos últimos 10 anos, dezenas de publicações sobre a história tectônica desta parte dos Andes tem documentado os principais episódios na construção tectônica dos Andes. Estes episódios incluem o desenvolvimento de bacias de tras-arco e margem passiva no Mesozoico, nas quais acumularam-se rochas geradoras de excelente qualidade; inversão tectônica desta bacia no Cenozoico e a consequente formação de uma bacia de antepais do tipo retro-arco. Visando um mehor entendimento das relações entre esta atividade tectônica, o regime termal predominante em cada momento e a distribuição espacial e temporal da migração de hicrocarbonetos, este estudo tem por objetivos: (1) compilar toda a informação geoloógica disponível, incluindo mapas geológicos, dados estruturais, estratigráficos, de proveniência sedimentar e de termocronologia, assim como de maturidade e qualidade das rochas geradoras; e (2) adquirir nova informação paleotermométrica e termocronológica no setor sul da Cordilheira. È esperado que os resultados gerados aqui permitam gerar o primeiro modelo tridimensioal público de sistemas petrolíferos em um cinturão de dobramento (thrustbelt), assim como desenvolver uma metodologia e fluxo de trabalho para aprimorar este tipo de modelagem em outras faixas similares.

Mountain building in orogenic belts is the result of tectonic driving mechanisms acting over a lithosphere with an intrinsic structure and rheology, modified by climate. Although theoretical models have explored the coupling and interaction between tectonics and climate, deconvolving the degree of control exerted by each one on mountain building has proven difficult. The motivation for this project is to identify the principal controls on late Cenozoic uplift and exhumation on the highest coastal mountain range on Earth, the Sierra Nevada de Santa Marta in northern Colombia, where the topographic and structural reliefs exceed ~9 km and ~15 km, respectively. Oblique convergence and dextral shearing along the Caribbean-South American plate boundary have shaped the northern Andes since Late Cretaceous. Although recent investigations have revealed key episodes concerning the kinematics of early orogenic stages along this margin, the timing and associated driving mechanisms for recent uplift of the SNSM remain elusive. Sparse but relative old (> 15Ma) cooling ages and a positive gravity anomaly in the SNSM suggest that the range is in a stage of denudational immaturity, that is, recent crustal stacking and rock uplift exceed the magnitude of exhumation, portraying a case of non-steady state topography likely due to a young pulse of orogenesis. This disequilibrium poses a fundamental question about the driving mechanism for recent rock uplift, since recent studies suggest that mountain building in the SNSM may have initiated in the Paleocene. Recent rock uplift of the SNSM has modified the local climate and may have conditioned basin subsidence, burial of organic matter, and the long-term evolution of petroleum systems in adjacent basins.&#10;Preliminar investigations show that expected recent erosion rates must be high (up to 0.6 mm/yr) to account for the local topographic relief and hillslopes. These rates cannot be sustained backwards in time for more than ca. 2 Ma, given that available, spatially restricted cooling ages support a magnitude of exhumation of only < 2 km. In this context, we aim at characterizing erosion and denudation rates over different timescales, including (i) recent rates using sediment discharge gauges, (ii) Quaternary rates employing cosmogenic radionuclides (CRN), and (iii) erosion rates associated with even longer time scales using low-temperature thermochronometry. The proposed CRN and thermochronologic analysis of ~30 sediment samples from modern-river catchments and morphometric analyses will help determine the erosional history, the potential driving mechanisms, and the effect on petroleum systems in adjacent basins. In addition, understanding the time of orogenesis in this environment is important because it will allow deciphering the role of tectonics and climatic variability - between the wetter northern and the drier southern flanks - in mountain building. Finally, by understanding the potential variations in exhumation rates through time, we will be able to assess the response time of surface processes to tectonic forcing. An integral part of the project is the establishment of a state-of-the-art low-temperature thermochronometry laboratory, including a new mineral separation facility, at the Institute of Energy and Environment (IEE) of the University of Sao Paulo (USP).