双层水位矿床的研究,必须从矿床水文地质和水文地质测绘开始。这是最基本和最常用的方法。
水文地质测绘的内容和方法基本与一般的水文地质测绘相同,只是要结合矿床充水特点,把研究重点放在矿体周围的顶、底板和隔水层上,而不是隔水层以外的强含水层上(不是不研究,只是不为重点)。重点搞清隔水层的分布范围、厚度、隔水性能以及与矿体的关系等,特别要加强岩溶裂隙充水矿床中巨厚碳酸盐岩水文地质分层的研究工作。
比如华北地区奥陶纪马家沟组灰岩含水层,厚达600~800m,其岩性和透水性在剖面上的变化很大,有的层段透水性很好(如O2m2,O2m4,O2m6等),有的层段透水性较差(如O2m1,O2m3等)。实质上,有时可以将这些透水性较差的层段按突变型双层水位矿床来处理。奥陶纪灰岩中相对隔水层段能否成功地作为突变型双层水位矿床中的隔水层来利用,主要看其厚度和隔水能力的大小以及与矿体的相互关系。因此,应该把奥陶纪灰岩含水层中的相对隔水层(O2m1,O2m3)作为双层水位矿床的重点研究对象,而不是把透水性较好的层段(如O2m2,O2m4,O2m6)作为研究重点。
断裂构造在水文地质研究中具有特殊意义。一条大的断裂常常使其两侧地层岩性和地貌特征等产生很大差别,容易形成不同水文地质单元的分界线,或成为同一水文地质单元的补给径流或排泄区的分区边界。因此,加强对断层的性质、产状、走向以及断层上下盘岩性、透水性及断层本身阻水性和透水性的研究,对判定双层水位矿床具有特殊意义。
侵入岩大都是顺构造薄弱面或顺层侵入,本身往往会构成一定的隔水层(体)。因此,查明侵入岩体的产状、规模、形态及其分布范围,对于判定双层水位矿床同样具有重要意义。侵入规模较大的侵入岩体、岩床、岩墙等,往往会成为地下水径流的天然屏障,形成特殊的地下水文现象。比如金岭铁矿召口矿床,就是因为奥陶纪马家沟组灰岩中侵入了闪长岩床,使其分成上、下两个含水层段,成为典型的突变型双层水位矿床。
综上所述,利用传统水文地质学常规的地质和水文地质手段,充分利用各种地质和水文地质资料,做好基本的岩性鉴定、地质分层、溶隙统计和简易水文地质观测等(如水位、水温,冲洗液消耗及钻进过程中的掉钻、涌水、漏水现象等),利用常规的地质和水文地质方法,对所获得的资料进行及时的系统整理,按照统一格式,绘制成钻孔水文地质柱状图和水文地质剖面图,配合各种物探手段(如电测、热测、放射性测量、声波控测等)综合分析,对于判定矿床是否存在双层水位都是一些最基本的基础资料。对于突变型双层水位矿床来说尤为重要,一般情况下,只根据这些资料便可以做出正确的判断。