研究结果表明，孔隙反应流中固相沉淀的拓扑形态受Damköhler数调控，导致孔隙渗透率分异化，极大影响导流能力。此外，在固液界面相变反应速率一定的情况下，调整表面成核速率可以改变矿物沉淀的模式，从选择性沉淀转变为均匀性沉淀。通过与传统方法的对比，研究还发现过往确定沉淀速率的方法在特定情况下低估了孔隙渗透率。因此，在存在选择性沉淀和矿物与周围液体之间界面上的异质成核时，考虑微观概率性成核现象是至关重要的。这一研究为更好地理解矿物形成过程提供了新视角，进一步完善了孔隙反应流跨尺度相变理论体系。

中国科学院力学研究所杨丰畅副研究员为该论文第一作者，凌博闻研究员为通讯作者，关东石研究员及美国能源部橡树岭国家实验室的部分研究人员为该论文共同作者。该研究得到了中国科学院-美国联邦政府机构合作项目、中国科学院B类先导专项和国家自然科学基金委面上项目资助。

论文链接：https://doi.org/10.1029/2023GL107185

图1. Damköhler数对反应流中矿物结晶/沉淀现象及其导流能力的影响

图2. 表面结晶速率对反应流中矿物结晶/沉淀现象及拓扑结构的影响