O Bloco São Gabriel, localizado na zona central do embasamento cristalino do Rio Grande Sul, apresenta extensos registros do Neoproterozóico do Ciclo Brasiliano, contidos em complexos ígneos e metamórficos. Esses complexos também guardam registros sedimentares, com sequências carbonáticas metamorfisadas, cuja evolução tectônica é pouco conhecida. Por essa razão, buscou-se nesse trabalho investigar a origem e a evolução das rochas carbonáticas ocorrentes no Bloco São Gabriel por meio da caracterização geoquímica de elementos maiores, traço, ETR e isótopos de Sr, C e O. Para tanto, foram escolhidas como áreas de pesquisa no Bloco São Gabriel a Formação Passo Feio, o Complexo Cambaí e o Complexo Coxilha do Batovi. As rochas carbonáticas da Formação Passo Feio compreendem dolomita mármores impuros, as amostras do Complexo Cambaí, calcita mármores impuros e os litotipos do Complexo Coxilha do Batovi, mármores calcíticos e calcissilicáticos, alguns ricos em grafita e com percentuais de até 10% de quartzo demonstrando contribuição siliciclástica no protólito. Idades de zircões detríticos de clorita xistos associados com os mármores, obtidos em trabalhos anteriores, indicam um intervalo entre 770 – 700 Ma para a deposição dos carbonatos do Bloco São Gabriel. Os carbonatos da Formação Passo Feio sofreram dolomitização durante ou logo após a deposição, enquanto os carbonatos do Complexo Cambaí não foram afetados pela dolomitização. A geoquímica dos elementos traço e terras raras indica que os mármores analisados preservaram as composições isotópicas originais do protólito nos diferentes graus metamórficos: Complexo Coxilha do Batovi (grau baixo), Formação Passo Feio e Complexo Cambaí (grau médio). A análise integrada dos isótopos de Sr, C e O da Formação Passo Feio e do Complexo Cambaí revelou a preservação de valores isotópicos primários ou muito próximos da composição isotópica original. Na Formação Passo Feio os valores obtidos são: 0,7074 (87Sr/86Sr), -0,26‰ e 2,44‰ (δ13CPDB) e -5,68‰ (δ18OPDB). No Complexo Cambaí, estes valores são: 0,7069 (87Sr/86Sr), 5,75‰ (δ13CPDB) e -11,64‰ (δ18OPDB). Quando comparadas com a curva de variação da razão 87Sr/86Sr e dos valores de δ13C e δ18O da água do mar ao longo do Neoproterozóico, verifica-se que os mármores da Formação Passo Feio e do Complexo Cambaí estão situados no intervalo entre 770 e 730 Ma. A contextualização dos dados isotópicos na cronologia dos eventos tectônicos reconhecidos no Bloco São Gabriel permitiu a estimativa de períodos de deposição das rochas carbonáticas da Formação Passo Feio entre 770 e 730 Ma, e entre 740 e 730 Ma para o Complexo Cambaí.
