Os folhelhos da Formação Pimenteiras depositados em ambiente marinho durante o Devoniano (Frasniano), são ricos em matéria orgânica e constituem a principal rocha geradora da Bacia do Parnaíba. Este trabalho tem como objetivo caracterizar o paleoambiente deposicional da Formação Pimenteiras com base no estudo de Geoquímica Orgânica e Palinofácies. Foram coletadas 21 amostras de rocha em um afloramento próximo ao município de Aparecida do Rio Negro, na borda Oeste da Bacia, no estado de Tocantins, onde havia aspecto estratigráfico do contato entre as Formações Cabeças (Fameniano) e Pimenteiras (Frasniano). Os teores de carbono orgânico total (COT) variaram de 0,21 a 2,43 % e os resultados da pirólise Rock Eval indicam querogênio predominantemente dos tipos II e III, potencial gerador de hidrocarbonetos (S2) variando de pobre a médio (0,41 - 6,13 mgHC/g rocha), baixa concentração de hidrocarbonetos livres (S1) e imaturidade térmica (Tmáx) para a geração de petróleo. O estudo de palinofácies permitiu identificar e quantificar os componentes particulados da matéria orgânica dos grupos dos palinomorfos, fitoclastos e matéria orgânica amorfa (MOA). Um número considerável de prasinófitas dos gêneros Pterospermella, Cymatiosphaera, Durvenaysphaera, Leiosphaeridia, Tasmanites, Hemiruptia e Maranhites foram identificadas, sugerindo as superfícies da inundação possivelmente da idade do Frasniano. Ao longo do afloramento as amostras apresentaram variação quantitativa de componentes orgânicos de origem terrestre, caracterizando regressões marinhas, e outras amostras, sugerindo transgressões marinhas, com o aumento de prasinófitas e acritarcas. A razão dos isótopos de carbono orgânico (δ13C: -25,9 a -29,5‰) e os biomarcadores saturados (esteranos regulares C27-C28-C29 e razão TPP/(TPP+DIA)), também sugerem uma alternância no “input” da matéria orgânica terrestre e marinha
