La geocronología U-Pb de zirconio se aplicó para investigar la procedencia, las edades de deposición y la paleogeografía del suroeste de Gondwana en sedimentos detríticos y de caída de ceniza de la sucesión del Carbonífero al Jurásico de la cuenca de Paraná del sur. Cuatro poblaciones de edad detrítica sugieren procedencia de fuentes locales y distales ubicadas al sur, sureste y suroeste: (i) zircones arcaicos a paleoproterozoicos del Cratón del Río de la Plata, terranes de Nico Peres y Taquarembó; (ii) zircones grenvillianos del basamento de los Gondwanides y cinturones de Namaqua-Natal; (iii) granos neoproterozoicos del Cinturón de Don Feliciano; y (iv) poblaciones fanerozoicas de cinturones orogénicos paleozoicos y sistemas de antepaís relacionados en Argentina, así como unidades erosionadas de la cuenca de Paraná. La reconstrucción paleogeográfica indica una evolución en tres etapas distintas: (1) un golfo abierto al océano Panthalassa durante el Carbonífero; (2) un mar epicontinental con el surgimiento de la Orogenia Gondwanides durante el Pérmico; y (3) depósitos continentales controlados por un sistema de graben intraplaca durante el Triásico. Los zircones volcanogénicos del Pérmico-Triásico proporcionan edades de deposición máximas restringidas y atestiguan un volcanismo persistente, relacionado con el magmatismo de Choiyoi y los efectos de los episodios de cambio climático. Durante el Triásico, el sistema de graben extensional registró el levantamiento del basamento a través de sistemas de fallas regionales al noroeste y noreste, y el reciclaje de zircones del Pérmico, modificando las relaciones de fuente a sumidero.