Por todo esto, el rey Felipe IV lo asignó como gobernador de Tucumán en 1655, y ejerciendo su cargo tuvo que enfrentar la sublevación de los calchaquíes acaudillados por el "falso inca" Pedro Bohórquez que se había apoderado del «Fuerte San Bernardo» —actual Coronel Moldes— y que había logrado engañar a Mercado un año antes con la promesa de supuestos tesoros, además de haberlo hecho con los jesuitas y los aborígenes locales, cuando verdaderamente era un aventurero andaluz que tenía planeado crear un imperio autóctono en la región, bajo su mando.