No campo da Geociências, o Museu abriga os setores de Geologia e Paleontologia.
O setor de Geologia mantém um acervo de 500 amostras de rochas e minerais procedentes de diversos pontos do Rio Grande do Sul, do Brasil e do mundo, constituído a partir de trabalhos de campo de professores e estudantes e de doações efetuadas por empresas de mineração e colecionadores.
O acervo da Geologia é utilizado para fins de estudo e pesquisa nos cursos de Geografia, Engenharia Ambiental e Ciências Biológicas e parte dele integra as exposições e as coleções didáticas do Museu. Como atividade de extensão, os professores e técnicos do setor realizam serviços de identificação macroscópicas de amostras de rochas e minerais para interessados.
Fósseis de animais e plantas compõem um acervo de mais de uma centena de peças do Brasil e do mundo, adquiridas também através de doações e intercâmbios. As coleções são utilizadas para estudo e o público pode ter acesso a alguns desses exemplares na exposição permanente do Museu.
Fósseis presentes na coleção da Setor de Paleontologia
- Filo Arthropoda - Estherias sp.
- Action dolium (Roener, 1849)
- Ammonite
- Filo Brachiopoda - Duméril, 1806 - Atrypa sp. Dalman, 1828.
- Filo Brachiopoda - Duméril, 1806 - Australocoelia tourteloti Boveot e Gill, 1956.
- Filo Brachiopoda - Duméril, 1806 - Lingula lp. Bruguière, 1797.
- Filo Brachiopoda - Duméril, 1806 - Orbiculoidea sp.
- Filo Brachiopoda - Duméril, 1806 - Productus (Diaphragmus) cestriensis. Worthen, 1860.
- Filo Brachiopoda - Duméril, 1806 - Terebratula bisuforcinata. Müller, 1776.
- Filo Bryozoa - Fistulipora sp.
- Filo Cnidaria - Amplexizaphrentis spinosus. M.Edwards e Haime, 1851.
- Filo Cnidaria - Barbouria sp.
- Filo Cnidaria - Chaetetes milleporaceus. Edward e Haim.
- Filo Cnidaria - Michelinia sp.
- Dentes de Tecodonte
- Filo Echinodermata - Phymosoma riograndensis
- Filo Echinodermata - Saccocoma pectinata Goldfuss
- Estromatólito
- Hoplioides sp.
- Lunatia subhumerosa. White, 1887.
- Filo Mollusca - Cardita (Carditamera) apotegea. Gardner.
- Filo Mollusca - Ceratostreon
- Filo Mollusca - Crassatellites (Scambula) densus. Dall.
- Filo Mollusca - Crepidula (Crepidula) aesop. Dall.
- Filo Mollusca - Crepidula convexa. Say
- Filo Mollusca - Eucrassatella melina. Conrad.
- Filo Mollusca - Gycymeris subobata. Say
- Filo Mollusca - Gycymeris parilis. Conrad.
- Filo Mollusca - Gryphaea arcuata. Lam.
- Filo Mollusca - Gruphae sp.
- Filo Mollusca - Goniatites multiradiatus. Gordon.
- Filo Mollusca - Lopha
- Filo Mollusca - Ostrea puelchana. D´Orbiguy, 1841.
- Filo Mollusca - Passaloteuthis paxillsus. Schlotheim.
- Filo Mollusca - Tivela ventricosa
- Filo Mollusca - Tylostoma
- Filo Mollusca - Tylostoma materimum. White.
- Neithea gibbosa. Pultenoy, 1813.
- Neocallichirus mirim
- Neoptychites sp.
- Vinctifer comptoni
- Filo Porifera - Craticularia paradoxa. Goldfuss.
- Reino Vegetal - Tronco fossilizado
- Filo Chordata - Rhacolepis sp.
- Turritelideo
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