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Los depósitos marinos de la Formación Agrio tienen una muy amplia distribución en las áreas de afloramiento y de subsuelo de la Cuenca Neuquina, constituyen el registro sedimentario de un amplio intervalo de tiempo del orden de los 7 m.a., y son de suma importancia en lo que hace al conocimiento sobre el desarrollo y evolución de los procesos de acumulación y la evolución faunística del Cretácico en esta región. En este trabajo se presenta una síntesis sobre los conocimientos geológicos de los miembros Pilmatué (inferior) y Agua de la Mula (superior) de la Formación Agrio, que son los que comprenden a los depósitos generados en ambiente marino. En primer término se hace una revisión sobre la evolución de los estudios estratigráficos y se presenta una síntesis referida a las investigaciones paleontológicas, bioestratigráficas y cronológicas. Se muestran luego las posibles correlaciones con otras unidades estratigráficas, sobre todo las que se encuentran en los sectores marginales, oriental y austral, de la Cuenca Neuquina. Se brinda una descripción sintética de las facies sedimentarias silicoclásticas y carbonáticas marinas y se indican los procesos generadores. Sobre la base de la información sedimentológica y paleontológica se presentan los modelos de sedimentación y paleoecológicos desarrollados en recientes investigaciones. Se hace asimismo una revisión sobre la estratigrafía secuencial, los ciclos de distinta jerarquía y los principales controles sobre su desenvolvimiento. Por último, se sugieren las posibles líneas de investigación que contribuirán a avanzar en el conocimiento de las sucesiones marinas que conforman el cuerpo principal del registro Valanginiano Tardío a Barremiano Temprano de la Cuenca Neuquina.