Верхнеамазонский бассейн расположен главным образом в пределах Перу и Бразилии; северо-западная окраина бассейна находится в пределах Эквадора, а юго-восточная — в Боливии (рис. 205).
Западным горным и складчатым обрамлением бассейна служат Восточные Кордильеры Колумбии, Эквадора, Перу и Боливии. Они сложены в основном палеозойскими, большей частью в той или иной мере метаморфизованными толщами, среди которых широко развиты девонские образования. Ho исключено, что часть метаморфизованных толщ обладает мезозойским возрастом. Довольно значительным развитием пользуются меловые интрузивы.
С востока бассейн обрамляется на севере западным склоном Гвианского щита, на юге — западным склоном Бразильского щита; эти элементы сложены докембрийскими породами. Средняя по широте часть восточного ограничения бассейна в области Амазонской синеклизы, разделяющей оба щита, неясная и здесь он условно разграничивается со смежным Нижнеамазонским бассейном по предполагаемому на междуречье верхнего течения Амазонки и Мадейры погребенному поднятию фундамента Икитос.
На севере бассейн разграничивается с Западно-Венесуэльским по поднятию Сиерра де Макарена.
На юге ограничение бассейна нечеткое. Суженная его часть условно разграничивается со смежным Центрально-Предандийским бассейном в Центральной Боливии. Здесь в районе крупнейшего расширения и выступа к востоку системы Анд и выступа к западу Бразильского щита, по-видимому, располагается отвечающий этим выступам крупный погребенный структурный перекат (рис. 205).
Фундамент бассейна в его крайней восточной части, отвечающей далекому платформенному склону впадины, видимо, докембрийский. В средней и западной частях впадины фундамент, по-видимому (нижней?), палеозойский.
Бассейн выполнен толщами палеозоя, мезозоя, третичными и четвертичными, максимальная мощность которых превышает 10 000 м (табл. 84).
Южнее в средней по широте перуанской части западного борта аналогом свиты Холлин служит нефтеносная свита Aгya Калиенте, возраст которой относится к интервалу альб-турон. Здесь же развита мощная галогенная толща, возраст которой относят к триасу или юре; большинство исследователей выделяет пермские и девонские отложения.
Бассейн, в особенности его центральная зона и восточный платформенный борт, исследован слабо.
Поверхностные нефтепроявления на западном борту бассейна известны по всему разрезу от девона до мела включительно, главным же образом связаны с мелом.
Вдоль средней и южной части западного борта бассейна хорошо развита полоса передовых складок, сложенных меловыми и континентальными третичными толщами (с палеозойскими ядрами?). В пределах этой полосы отмечены многочисленные соляные купола с ядрами, сложенными триасовой (юрской?) солью. К одному из таких куполов приурочено единственное до самого последнего времени промышленное месторождение бассейна — Aгya Калиенте, иначе Гансо Асуль. На нем нефтеносны песчаники Aгya Калиенте, которым приписывают в основном речное и озерное происхождение. Она слагается главным образом разнозернистыми, до конгломератовидных, часто косослоистыми светлыми и пестрыми песчаниками. Мощность ее около 500—1500 м.
В 1957 г. промышленные притоки нефти получены на брахиантиклинальном поднятии Макиа, из так называемых «сахаровидных песчаников» верхнего мела, стратиграфически более высоких, чем свита Aгya Калиенте. Поднятие Макийя входит в состав цепочки брахиантиклиналей СЗ—ЮВ простирания. Эта зона, по-видимому, лежит уже за пределами полосы передовых складок и представляет собой структурный порог, осложняющий самую нижнюю часть платформенного борта бассейна. На других брахиантиклинальных поднятиях, входящих в состав данной зоны Инуия, Кашибойя и Соль, встречены выходы нефти и следы нефти в скважинах, а на поднятии Пакайя и полупромышленные притоки нефти. Все эти проявления связаны с упомянутой толщей «сахаровидных песчаников». Мощность ее составляет 180—190 м. Она сложена в основном прибрежно-морскими и континентальными песчаниками и мергелями, содержащими пачку черных глин мощностью 16 м.
Таким образом, можно говорить о двух зонах нефтегазонакопления, из которых одна, Aгya Калиенте, связана с передовыми складками, а другая Макийя — со структурным порогом платформенного борта.