Neste estudo, nós derivamos um novo modelo da estrutura heterogênea de velocidade da onda P para o manto superior sob a placa da América do Sul e parte da placa da África focando a interpretação na região sudeste da América do Sul, adotando uma abordagem de múltipla frequência. O sudeste da América do sul engloba importantes províncias magmáticas (Toleítica do Paraná, Alcalina da Serra do Mar e Alcalina de Goiás) e estruturas geológicas (Bacia do Paraná, Cráton São Francisco, Faixa Ribeira, entre outras) cuja origem e evolução ainda estão sob investigação. A partir da análise de sismogramas na componente vertical registrados por estações sísmicas distribuídas por toda a América do Sul, no período de 2016 e 2020, nós medimos anomalias de tempo de percurso da onda P a partir da correlação-cruzada entre tais registros. As medições foram realizadas em sismogramas filtrados para quatro diferentes períodos: 3.5 s, 7 s, 14 s e 28.0 s. Nós combinamos anomalias de tempo de percurso de alta frequência, extraídos do catálogo do ISC-EHB, com nossas medições para aumentar a resolução de nosso modelo. Correções de elipticidade, da estrutura de velocidade da crosta e da elevação da estação foram aplicadas a todas as anomalias de tempo. Para modelar os dados de tempo de percurso, \textit{kernels} de sensibilidade de tempo de percurso de frequência-finita foram utilizados. Assim, utilizando o método LSQR, nós invertemos mais de um milhão e duzentas mil anomalias de tempo de percurso para obter o modelo de velocidade SSAPWM (Southeast South America P-Wave Model). A resolução do SSAPWM foi avaliada a partir de testes sintéticos, os quais mostraram que nossos dados podem resolver estruturas com comprimento de onda superior a 200 km, a partir de profundidades crustais. As regiões com variação positiva de velocidade, na região de interpretação, concentram-se principalmente sob áreas "cratônicas", como o Cráton Amazônico, o Cráton do São Francisco e partes das Bacias do Paraná e do Chaco-Paraná. As regiões com variações negativas de velocidade se concentram principalmente ao redor das regiões cratônicas, na parte oeste da bacia do Paraná, ao longo da linha de costa, no arco de Ponta-Grossa e na Província Alcalina da Serra do Mar. Como forma de assegurar que os resultados obtidos nesta pesquisa são plausíveis, nós comparamos o SSAPWM com o modelo de densidade de \cite{Chaves2016} e com o modelo geoelétrico de \cite{Bologna2019}. A anomalia negativa de velocidade do modelo SSAPWM, localizada entre o Sul do Cráton do Paraná e o Cráton do Rio de La Plata, estendendo-se de 70 km a aproximadamente 400 km de profundidade, possui forte correspondência com um condutor elétrico e uma redução de densidade imageada na região. O condutor elétrico foi interpretado como carbonatitos fundidos na base da litosfera. Um dos principais resultados obtidos nesta pesquisa é que o modelo SSAPWM não sustenta a visão de um único bloco para a litosfera da PMP, o chamado bloco Paranapanema. Nosso modelo de velocidade, em profundidades litosféricas, está em completo desacordo com o modelo obtido por \cite{Affonso2021}. Entretanto, suporta a visão da presença de unidades cratônicas heterogêneas, como proposto por \cite{Dragone2021}. A presença de uma anomalia negativa de velocidade coincide, pelo menos, para parte central da Bacia do Paraná, com a localização de uma sutura fóssil denominada PAA (Paraná Axial Anomaly), imageada por \cite{Padilha2015} e \cite{Maurya2018}. A real configuração da estrutura da litosfera do Paraná tem implicações importantes para o entendimento da evolução tectônica da parte sudoeste do Gondwana, nos mecanismos de subsidência da Bacia do Paraná e no magmatismo toleítico que ocorreu há 134 milhões no período cretáceo.

In this study, we present a new P-wave velocity model for the mantle beneath southeastern South America using multiple-frequency seismic tomography. Southeastern South America encompasses important magmatic provinces (e.g., Paraná Magmatic Province, Serra do Mar and Goiás Alkaline Provinces) and tectonic structures (e.g., Paraná Basin, São Francisco Craton, Ribeira Belt) whose origin and evolution are still under investigation. From the analysis of vertical seismograms recorded by seismic stations in South America, in the period between 2016 and 2020, we estimate travel times anomalies for P-waves by cross-correlating recorded seismograms. Measurements are performed on filtered seismograms for four different periods: 3.5 s, 7 s, 14 s, and 28 s for multi-frequency imaging. Ellipticity, crustal velocity structure and station elevation corrections are applied to our measured travel times anomalies. For the modeling of our travel time dataset, finite-frequency sensitivity kernels are estimated from an efficient method, which uses ray theory, Born and paraxial approximations to obtain the first Fresnel zones around the geometrical path of the seismic ray. We combine high-frequency travel times anomalies from the ISC-EHB bulletin with our measurements for improving the resolution of our models. This adds more than one million P-waves times residuals to our database. We invert our combined dataset of travel time anomalies using the LSQR method to obtain a new image of the mantle heterogeneous velocity structure, which is named the SSAPWM (Southeast South America P-Wave Model) model. To assess the resolution of the estimated velocity models, we perform the traditional checkerboard test, which shows that our dataset may resolve structures with a wavelength larger than 200 km, starting at crustal depths. Our P-wave model shows high-velocity anomalies under cratons regions, as Amazonian Craton, São Francisco Craton and parts of the Paraná Basin and Chaco-Paraná basin. The low-velocity anomalies are concetrated mainly around the cratons regions, the west part of the Paraná Basin, along the coast line, Ponta-Grossa Arch and Alkaline Province Serra do Mar. To ensure that the results are plausible, we compare the SSAPWM with the density model by \cite{Chaves2016} and geoeletric model by \cite{Bologna2019}. The low-velocity anomaly in SSAPWM, between South Paraná Craton and Rio de la Plata Craton, starting at a depth of 70 km to a depth of about 400 km, has good correlation with an eletric conductor and a decrease in density imaged in this region. The eletric conductor is interpreted as carbonatitic melts on the base of the litosphere. One of the main results of this work is that the SSAPWM model does not show the existence of a single intact cratonic block beneath the PMP - the so-called Paranapanema Block. Our velocity model, in litosphere depths, is in complete disagreement with the model obtained by \cite{Affonso2021}. However, it supports the hypothesis of the presence of heterogeneous cratonic units, as proposed by \cite{Dragone2021}. A strong low-velocity anomaly agrees, at least, to the central part of the Paraná Basin, with the location of a fossil suture called PAA (Paraná Axial Anomaly), imaged by \cite{Padilha2015} and \cite{Maurya2018}. The setting real of the litosphere structure of Paraná has importants implications to understand the tectonic evolution of the southwest part of the Gondwana, subsidence mechanism of Paraná Basin and in the toleitic magmatism that occurred during the Cretaceus time.