New seismic data on the crust and upper mantle of South America have recently become available and describe its deep structure with unprecedented resolution. Here, seismic data are combined with gravity data and mineral physics constraints to develop self‐consistent models of the temperature, composition, and density of the South American lithospheric and sub‐lithospheric upper mantle. A new model of the crustal structure was developed, including sediment and average crustal density and depth to the Moho. This crustal model was used to correct the gravity field and obtain the residual topography. Then, an initial temperature model, derived from seismic tomography and mineral physics, was improved through an iterative process based on the joint inversion of gravity and residual topography. The results reveal deep cratonic roots present under wide parts of the Amazon, São Francisco, and Paranapanema Cratons, but not under the Rio de la Plata and Parnaíba Cratons. These cratons probably never developed lithospheric roots or were rejuvenated during subsequent tectonic events. We hypothesize that the root of the northwestern Amazon craton was removed by upwelling of hot mantle material under the Guyana highlands. Temperature and density anomalies evident beneath the São Francisco Craton appear to be connected with those of the Paranapanema Craton, which could indicate a westward shift of its root. Depletion south of the Paranapanema Craton probably denotes remnants of a previously larger craton that was rejuvenated by the upwelling of hot mantle material leading to emplacement of the Paraná Flood Basalts.

中文翻译：

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南美克拉通岩石圈的热组成模型

最近，有关南美地壳和上地幔的新地震数据已经可用，并以前所未有的分辨率描述了其深层结构。在这里，地震数据与重力数据和矿物物理约束条件相结合，以建立南美岩石圈和岩圈下上地幔的温度，组成和密度的自洽模型。开发了一种新的地壳结构模型，包括沉积物，平均地壳密度和到莫霍面的深度。该地壳模型用于校正重力场并获得残余地形。然后，通过基于重力和剩余地形联合反演的迭代过程，改进了源自地震层析成像和矿物物理学的初始温度模型。结果表明，在亚马逊河，圣弗朗西斯科州和巴拉那帕内玛克拉通山脉的大部分地区都存在着深层的克拉通根，但在里约热内卢和帕纳伊巴克拉通地区却没有。这些克拉通可能从未发育过岩石圈根，也没有在随后的构造事件中恢复活力。我们假设圭亚那高地下的热地幔物质上升，去除了西北亚马逊克拉通的根部。圣弗朗西斯科·克拉通下方明显的温度和密度异常似乎与巴拉那帕内玛·克拉通的温度和密度异常有关，这可能表明其根向西移动。巴拉那帕内玛克拉通以南的枯竭可能表示以前更大的克拉通的残余物，由于热地幔物质的上升导致巴拉那洪水玄武岩的到来而使之恢复了活力。圣弗朗西斯科和帕拉纳帕内玛·克拉顿，但不在里约热内卢和帕纳伊巴·克拉顿之下。这些克拉通可能从未发育过岩石圈根部，也没有在随后的构造事件中恢复活力。我们假设圭亚那高地下的热地幔物质上升，去除了西北亚马逊克拉通的根部。圣弗朗西斯科·克拉通下方明显的温度和密度异常似乎与巴拉那帕内玛·克拉通的温度和密度异常有关，这可能表明其根向西移动。巴拉那帕内玛克拉通以南的枯竭可能表示以前更大的克拉通的残余物，由于热地幔物质的上升导致巴拉那洪水玄武岩的到来而使之恢复了活力。圣弗朗西斯科和帕拉纳帕内玛·克拉顿，但不在里约热内卢和帕纳伊巴·克拉顿之下。这些克拉通可能从未发育过岩石圈根，也没有在随后的构造事件中恢复活力。我们假设圭亚那高地下的热地幔物质上升，去除了西北亚马逊克拉通的根部。圣弗朗西斯科·克拉通下方明显的温度和密度异常似乎与巴拉那帕内玛·克拉通的温度和密度异常有关，这可能表明其根向西移动。巴拉那帕内玛克拉通以南的枯竭可能表示以前更大的克拉通的残余物，由于热地幔物质的上升导致巴拉那洪水玄武岩的到来而使之恢复了活力。这些克拉通可能从未发育过岩石圈根，也没有在随后的构造事件中恢复活力。我们假设圭亚那高地下的热地幔物质上升，去除了西北亚马逊克拉通的根部。圣弗朗西斯科·克拉通下方明显的温度和密度异常似乎与巴拉那帕内玛·克拉通的温度和密度异常有关，这可能表明其根向西移动。巴拉那帕内玛克拉通以南的枯竭可能表示以前更大的克拉通的残余物，由于热地幔物质的上升导致巴拉那洪水玄武岩的到来而使之恢复了活力。这些克拉通可能从未发育过岩石圈根，也没有在随后的构造事件中恢复活力。我们假设圭亚那高地下的热地幔物质上升，去除了西北亚马逊克拉通的根部。圣弗朗西斯科·克拉通下方明显的温度和密度异常似乎与巴拉那帕内玛·克拉通的温度和密度异常有关，这可能表明其根向西移动。巴拉那帕内玛克拉通以南的枯竭可能表示以前更大的克拉通的残余物，由于热地幔物质的上升导致巴拉那洪水玄武岩的到来而使之恢复了活力。我们假设圭亚那高地下的热地幔物质上升，去除了西北亚马逊克拉通的根部。圣弗朗西斯科·克拉通下方明显的温度和密度异常似乎与巴拉那帕内玛·克拉通的温度和密度异常有关，这可能表明其根向西移动。巴拉那帕内玛克拉通以南的枯竭可能表示以前更大的克拉通的残余物，由于热地幔物质的上升导致巴拉那洪水玄武岩的到来而使之恢复了活力。我们假设圭亚那高地下的热地幔物质上升，去除了西北亚马逊克拉通的根部。圣弗朗西斯科·克拉通下方明显的温度和密度异常似乎与巴拉那帕内玛·克拉通的温度和密度异常有关，这可能表明其根向西移动。巴拉那帕内玛克拉通以南的枯竭可能表示以前更大的克拉通的残余物，由于热地幔物质的上升导致巴拉那洪水玄武岩的到来而使之恢复了活力。