まあ、私があなたを正しく理解しているなら、あなたはこのようなものが必要です:
// initialize the array and the indexes array
var a2D = new int[2][];
a2D[0] = new[] { 3, 14, 15, 92, 65, 35 }; // <-- your array (fake data here)
a2D[1] = Enumerable.Range(0, a2D[0].Length).ToArray(); // create the indexes row
// sort the first row and the second one containing the indexes
Array.Sort(a2D[0], a2D[1]);
// now a2D array contains:
// row 0: 3, 14, 15, 35, 65, 92
// row 1: 0, 1, 2, 5, 4, 3
// and you can perform binary search on the first row:
int columnIndexOf35 = Array.BinarySearch(a2D[0], 35);
// columnIndexOf35 = 3
//
// a2D[0][columnIndexOf35] = 35 <- value
// a2D[1][columnIndexOf35] = 5 <- original index