Visando a interpretação e a inferência dos paleoambientes de duas sucessões carbonática pertencente à Formação Itaituba (Pensilvaniano da Bacia do Amazonas), que aflora às margens do Rio Tapajós, SW do Estado do Pará, estudos petrográficos voltados à caracterização e identificação de microfáceis sedimentares foram realizados a partir da análise de 50 seções delgadas. A análise petrográfica foi desenvolvida de acordo com a metodologia padrão para estudos desta natureza, envolvendo, essencialmente, a classificação das rochas carbonáticas, a caracterização e a individualização de microfácies. Como resultado destas análises foram identificadas nove microfácies: Mudstone com evaporitos (Me), Wackestone com terrígenos (Wt), Wackestone com quartzo autigênico e fitoclastos (Wqf), Wackestone com braquiópodes e crinóides (Wbc), Packstone com braquiópodes (Pb), Grainstone com braquiópodes (Gb), Grainstone com fusulinídeos (Gf), Grainstone com aglutinantes (Ga) e Boundstone com intraclastos (Bi). Destas microfácies, foram distinguidas quatro microbiofácies, baseadas nos trends e análise dos bioclastos, e cinco associações de grãos não-esqueletais, fundamentadas no significado sedimentológico destes grãos. A partir disto, foram interpretadas cinco associações de microfácies (AMF) representativas de sistemas deposicionais distintos: AMF-01) sabkha, AMF- 02) planície de maré, AMF-03) laguna, AMF-04) canais de maré e AMF-05) barras bioclásticas. Estas associações de microfácies indicam um modelo deposicional de plataforma carbonática em rampa, com o desenvolvimento de um sistema deposicional marinho raso, dominado por sedimentação carbonática, influenciado por maré, sob regime climático dominante de clima semiárido e temperatura da massa d’água variando de temperada a quente.