在我國水地球化學測量工作的初期，從基礎理論到方法技術，主要是引進和模仿蘇聯。根據我國地質一景觀條件的差異，在小規模方法技術試驗工作的基礎上，確定用于油氣和金屬礦勘查的有效性，摸索適合我國國情的方法和技術，用于不同比例尺的地質找礦和油氣勘查生產工作。
 
  引進摸索階段大約經歷了10年左右（1955—1965年），翻譯出版了一批蘇聯學者的水地球化學測量專著，供我國試驗研究和生產工作參考使用；1960年，出版了我國的工作指南《分散流和水化學找礦法》（朱義武、李善芳共同編寫）。在以下幾方面開展了實際工作。
 
  1．金屬礦勘查。
 
  地質部和其他金屬礦勘查部門，通過不同景觀區（秦嶺南坡、南嶺、江西和云南等地）的試驗研究工作，制定了相應的水地球化學采樣原則和采樣方法，確定了1：5萬至1：1萬測量的采樣密度：1.5點/km2至5點/km2。基本套用了A．A．布羅茨基的原則。
 
  每個樣品的采樣量一般為2 500 mL，其中500 mL用于水質簡分析，測定硫酸根、Cl、HC03、TDS等指標；2 000 ml蒸干或共沉淀后，送實驗室用光譜法或化學比色法測試10多種微量元素。嗣后，許多省區地勘部門都進行了水地球化學測量找礦的試生產工作。
 
  秦嶺南坡含鎳基性一超基性巖帶和鎳礦區的試驗成果顯示：在有成礦前景的巖帶和鎳礦區，都有明顯的水化學鎳異常，構成了直接找鎳礦的標志；水中Cu、pH值、硫酸根、硫酸根 /CI-構成間接找鎳礦的標志；查明了水中各元素異常的遷移距離，Cu為1～1.5（最長3）km，Ni為0～1 km，Pb為0．nkm;同時發現，在數日微雨中采樣，可以獲得水中最高的元素含量，認為應在雨天采樣。這與西方勘查地球化學家(如J．S．Webb和A．P．Millman)的結論大相徑庭。采集的水樣在野外駐地進行水質簡分析，大樣(2 000 mL)用蒸干法濃集后，送實驗室用光譜法測定微量元素的含量(丁淇等，1958)。
 
  南嶺的試驗成果認為：在氣候潮濕、水系發育的山區，水地球化學測量是一種有效的礦產勘杏方法；不同比例尺的水化學異常可以圈定有希望的礦區或礦化地段，并可依據異常元素組合特征和強度判斷礦化類型和規模。總結出的南嶺地區勘查多金屬硫化物礦床的水化學找礦標志為：重金屬總量、Zn、Pb、Cu（直接標志）和硫酸根、硫酸根/CI-比值（間接標志）。在水樣的預處理和分析方法上有所改良，使用碳酸鈣共沉淀法，同時并制訂了硫化物共沉淀法代替蒸干法濃縮水樣，制定出直接測定水中重金屬總量、Cu、Zn、Mo、Ni、As的野外快速分析方法，以及用化學方法或光譜分析方法分別測定水的濃縮樣品中Cu、Pb、Zn、Ag、Hg、Co、W、Mo、V、Ni、Cr、Mn的含量(李善芳等，1959)。
 
  江西省地質局銅礦普查勘探大隊，在銅廠銅礦床的外圍開展I:l萬水化學普查。于銅廠礦區北西側發現一水化學異常(Cu2+、硫酸根、pH值有異常)，經追索并結合斑巖體和蝕變帶的研究，發現了朱砂紅銅礦床。后經進一步地質勘查工作，查明朱砂紅是一個以銅為主，伴有Au、Ag、S、Mo的大型斑巖銅礦床。根據本次尋找隱伏斑巖銅礦床的實踐，總結出利用水地球化學測量普查細脈浸染型銅礦的初步經驗：利用水地球化學測量發現異常信息，于異常水點控制的匯水域中追索礦化信息，確定找礦靶標，實施鉆探，發現礦床。
 
  云南的試驗結果與江西類似：主成礦元素Pb2+異常為主要找礦指標，其含量高于背景區兩個數量級；pH值、硫酸根、硫酸根/CI-比值異常構成間接找礦標志。1:5萬水地球化學測量找尋鉛礦床的地質效果良好，不僅圈定出與已知礦區形態一致的異常，還在礦區外圍發現了兩處找礦遠景區(309隊地質科，1960)。
 
  這一時期，遼寧省地質局物探大隊錢圭白、任天祥等（1964～1965年），在遼寧的磚廟溝一帶進行了水地球化學測量尋找硼礦的試驗研究。從電氣石中的硼為硅酸硼，不溶于水，而硼鎂石礦中的硼溶于水的思路出發，提出用水地球化學測量可有效區分礦與非礦異常，試驗取得了明顯效果。
 
  1963年，北京市地質局102隊對1958～1962年間該局與北京地質學院合作開展的第一代區域化探（其中含30個1:5萬圖幅的水化學測量）資料進行了綜合研究，編制：
 
  1：10萬成果說明書及異常解釋報告。這是金屬礦勘查領域第一份水地球化學測量掃面：
 
  作成果。
 
  以1960年8月二機部三局在湖南衡陽召開綜合找礦現場會為標志，水地球化學測量工作在鈾礦勘查領域啟動。會后，在石馬山、小丘源、白虎巖等地的礦床（點）進行了試驗，將水地球化學測量效果與已有地質資料進行對比分析，肯定了水地球化學方法是勘查鈾礦行之有效的手段之一。但在嗣后的鈾礦勘查工作一直沒有受到重視，極少開展工作，也沒有文章發表。
 
  2．油氣勘查。
 
  1955年，蘇聯B-A．蘇林著《天然水系中的油田水》的中譯本出版，介紹了水地球化學測量勘查油田的指標與應用。此書對我國使用水地球化學法勘查油氣田起了重要的指導作用。
 
  地質部石油局通過在不同景觀區（六盤山，甘肅老君廟，華北臨清，青海柴達木，四川龍女寺、納溪，新疆克拉瑪依，江蘇崇明，四川南充）的3年試驗研究工作，肯定了水化學測量對普查含油氣構造有顯著效果。同期，地質部物探研究所編寫了《石油化探現用幾種方法暫行操作規范》，其中包括有水地球化學測量方法。
 
  根據幾年的油氣化探試驗成果，1958年，華東石油局綜合研究大隊在安徽“肥北坳陷”實施了1: 50萬水地球化學調查，面積13 500 km2。這是國內首項水地球化學測量掃面工程，從而拉開了我國使用水地球化學方法勘查油氣資源的序幕。．嗣后，先后在華北、松遼、鄂爾多斯盆地進行了水地球化學測量方法找油氣的區域性試驗。如1961年，地質部第三石油普查大隊（“三普”）在陜北永坪、綏德、靖邊、馬家灘、李莊子等地的試驗工作。
 
  1964年，張金來在《地質論評》上發表“水化學中的ra /r硫酸根比值在石油普查勘探中的應用”。這是公開報道我國油氣化探中水地球化學測量實踐經驗的第一篇論文。
 
  1965年，地質部石油101隊開始了長達8年的油氣化探試驗研究（1965～1972年），其中包括水地球化學測量方法。試驗內容包括方法的穩定性、重現性，不同季節取樣及樣品放置時間等。結果認為水地球化學指標找油氣藏比較靈敏。
 
  3．水樣預處理和分析測試技術。
 
  水樣預處理主要指水樣濃縮技術。這一時期使用從蘇聯引進的兩類方法：
 
  蒸干法是傳統的水樣濃縮技術，它通常需要較大量的樣品(多使用2 000 mL)和較長的處理時間，給野外工作造成比較大的困難。這種方法只在初期使用過，后來基本廢止。
 
  共沉淀法是為了提高水樣采集和運輸效率、降低勞動強度而發展起來的水樣濃集技術，主要是地質部物探所制定的碳酸鈣和硫化鎘兩種共沉捉方法，在水地球化學測量中被廣泛運用。
 
  水樣的分析方法主要有兩類：
 
  現場分析法  主要利用水質分析箱在采樣現場測試水中的硫酸根、CI-、CO、pH值等；在金屬礦勘查中，還采用由地質部物探所制定的有機溶劑或斑點比色法，測試水樣中的重金屬總量、Zn、Cu、Mo、Ni、As(地質部物探研究所化探室，1959)。
 
  室內分析法  主要有三種：①用于測試碳酸鈣共沉淀物的比色法，一般測試Cu、Pb、Zn、Ag、Co、Ni、Cr、V、W、Mo、Mn；②用于測試硫化鎘共沉淀物的光譜法，一般測試Cu、Pb、Zn、Ag、Co、Ni、V、W、Mo，測試結果可以滿足工作的需要；③用于油氣勘查的水中氣態烴、揮發性酚、硬度的測試方法。