New geologic, paleontologic and isotopic geochronometric results from the Termas del Flaco region in the upper Tinguiririca River valley in central Chile demand considerable revision of the accepted geotectonic history of the Andean Main Range in this region. A diverse, transitional Eocene-Oligocene aged, land-mammal fauna was recovered from several sites in volcaniclastic sediments of the Coya-Machali (=Abanico) Formation. Major results of our study include: 1) The 1000+m thick studied deposits, previously attributed to the Cretaceous Colimapu Formation, belong to the Coya-Machali (=Abanico) Formation. Radioisotopic data from levels immediately above (31.5 Ma) and below (37.5 Ma) the fossiliferous horizon indicate a latest Eocene to early Oligocene age for the basal part of the formation and the fauna contained in it. 2) The fossiliferous unit rests with slight angular offset on different Mesozoic units: Brownish-red Clastic Unit (BRCU) and Banos del Flaco Formation; in a limited area it also overlies a white tuff dated at 104 Ma. 3) The contacts just discussed (none of which is attributable to faulting), demonstrate the existence of two, or possibly three, unconformities in the region. 4) Sedimentological criteria argue against reference of the BRCU to the Colimapu Formation, and imply correlation of the former unit to basal levels with in the late Cretaceous Neuquen Group of western Argentina. 5) The Coya-Machali Formation, previously viewed as representing the western volcanic equivalent of Riograndico Supercycle deposits of western Argentina, is likely coeval to much younger units in that region such as the Agua de la Piedra Formation. 6) Paleomagnetic results from the fossil producing horizon indicate about 20° of post-early Oligocene, counterclockwise rotation. 7) Fossil mammals from the Coya-Machali Formation near Termas del Flaco represent a distinct biochronologic interval not heretofore clearly recognized from elsewhere on the continent. This new fauna helps fill the long recognized post-?middle Eocene, pre-late Oligocene faunal hiatus between the Mustersan and Deseadan South American Land Mammal Ages (SALMA). In addition, it records the earliest known presence of rodents in South America and otherwise differs strongly from the enigmatic Divisaderan SALMA.Estudios geologicos, paleontologicos y radioisotopicos recientes efectuados en la region de Termas del Flaco, valle superior del rio Tinguiririca, Chile central, permiten modificar considerablemente la evolucion tectonica de la Cordillera Principal en esta region. Los fosiles corresponden a una variada fauna de mamiferos colectados en varias localidades y niveles de edad eocena -- oligocena de la Formacion Coya-Machali (=Abanico). Los principales resultados obtenidos son: 1) Los depositos de esta region previamente atribuidos a la Formacion Colimapu, cretacica, pertenecen a la Formacion Coya-Machali (=Abanico). Las dataciones radioisotopicas 4 0 K/ 4 0 Ar y 4 0 Ar/ 3 9 Ar indican una edad Eoceno mas alto (37,5 Ma) a Oligoceno inferior (31,5 Ma) para la parte inferior de la formacion y la fauna fosil contenida en ella. 2) Los depositos terciarios fosiliferos se apoyan con discordancia de erosion y leve angularidad sobre diferentes unidades mesozoicas: Unidad Clastica Pardo-rojiza (BRCU) y Formacion Banos del Flaco. En un reducido sector recubren a una toba blanca datada en 104 Ma. 3) Los contactos discordantes mencionados, ninguno de los cuales es atribuible a una falla, ponen en evidencia la existencia de dos, posiblemente tres, discordancias en esta region. 4) Se excluye la pertenencia de la BRCU a la Formacion Colimapu y se la correlaciona con el Grupo Neuquen, del Cretacico Superior, conocido en la vertiente cordillerana argentina. 5) La Formacion Coya-Machali, anteriormente considerada un equivalente volcanico del Superciclo Riograndico, seria coetanea con unidades mas jovenes de Argentina como la Formacion Agua de la Piedra. 6) Los estudios de paleomagnetismo en muestras de los horizontes fosiliferos indican una rotacion antihoraria post-Oligoceno inferior de unos 20°. 7) Los restos de mamiferos fosiles encontrados representan un intervalo biocronologico bien definido, no reconocido claramente hasta la fecha en America del Sur. Esta fauna completa el hiatus post?-Eoceno medio a pre-Oligoceno superior cuya existencia se acepta entre las Edades Mamifero Mustersense y Deseadense, registra la presencia mas antigua de roedores en America del Sur y se diferencia claramente de otra Edad Mamifero, el enigmatico Divisaderense.