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Durante el Paleozoico, Gondwana fusionó com Laurasia formando el supercontinente Pangea. En esta era, cuando el nivel del mar estaba 300 a 400 m acima del actual, las sinéclises (cuencas sedimentares intercratónicas) de la Plataforma Sudamericana neoproterozoica fueron inundadas por el mar (transgresiones marinas).

Evidencias de estas inundaciones son por ejemplo los estratos devónicos (~ 400 Ma) de la formación marina Ponta Grossa (Supersecuencia Paraná) en el Parque Nacional Chapada dos Guimarães ( (Cuenca del Paraná / Mato Grosso).

Durante el Pérmico (300 - 251 Ma), Somun Cura y Deseado, dos bloques continentales que hoy forman grande parte de la plataforma patagónica fueron amalgamados a la Plataforma Sudamericana (en el oeste de Gondwana).