Durante el Mioceno, sumado a fases tectónicas andinas, ocurrió una elevación del nivel marino lo que originó que, avanzando desde el sudeste (Río de la Plata), la línea costera del océano Atlántico sudoccidental efectuase un corrimiento profundo hacia el oeste y norte, internándose en las áreas continentales por medio de un mar somero con influencia deltaica a submareal, representada esta última por barreras arrecifales carbonáticas.
[1] Como el registro fósilífero típicamente marino (moluscos de mar, tiburones, ballenas, etc) parece no superar el río Guayquiraró (actual límite entre las provincias de Entre Ríos y Corrientes) se cree que desde allí hacia latitudes menores chaqueñas las aguas abiertas habrían disminuido su tenor halino, y en las costas se sucederían lagunas litorales con salinidad propia del mar con depósitos de yeso, junto con marismas estuariales y humedales dulciacuícolas, en razón del aporte de los abundantes cauces fluviales que drenaban las laderas andinas, la plataforma brasileña o el interior del subcontinente.
Hacia el norte este mar presentaba un saco (en lo que hoy es Bolivia), por dicho sector habría tenido algunos períodos de conexiones biogeográficas efímeras con áreas acuáticas (se debate si eran marinas, estuariales o dulceacuícolas) situadas en lo que hoy es la cuenca amazónica.
[11] Uno de los rasgos distintivos de esas unidades formacionales es su abundante y diversa malacofauna; su estudio ha permitido conocer la evolución paleobiogeográfica que ha ocurrido, y su relación con la que actualmente habita en el litoral atlántico próximo.
Esta regresión marina fue tan marcada que provocó la continentalización del actual Río de la Plata y lo que hoy es la plataforma continental donde se asienta el sector norte del mar Argentino.