Ф. Н. Чернышев и Д. Е. Сергеев отправились пешком на север к истокам Тобыша, впадающего в Ухту, я, наняв маленькие лодки у местных рыбаков, спустились до устья Ухты. На обратном пути на Ухте Ф. Н. Чернышев встретился с Н. И. Лебедевым и занялся с ним изучением нефтяных месторождений в этом районе. Д. Е. Сергеев между тем произвел инструментальную съемку большой площади в бассейне рек Ижмы, Вычегды и Мылвы и тем самым облегчил маршруты Ф. Н. Чернышева по этим рекам. Последний смог сосредоточиться на геологических исследованиях. Кроме того, Ф. Н. Чернышев сделал ряд маршрутов на лодке вверх по Ижме, к истокам Вычегды, а также по рекам Воли, Помозу и Мылве и в первой половине сентября прибыл в Усть-Нем. Н. И. Лебедев заснял крупные притоки Ухты и все ее верхнее течение.
Всего участниками экспедиции летом 1889 г. было пройдено свыше 5 тыс. верст, причем большая часть маршрутов была совершена самим Ф. Н. Чернышевым. Много времени и сил отняли топографические работы, в которых пришлось участвовать всем членам экспедиции. Результатом этих работ явилась заново составленная 3-верстная хорошего качества топографическая карта Тимана и прилегающих районов.
Обобщая результаты экспедиции 1889 г., Ф. Н. Чернышев прежде всего останавливается на геоморфологических (орографических) и тектонических особенностях Южного Тимана. Само название «Тиманский кряж» было введено А. А. Кейзерлингом, материалы экспедиции которого Ф. Н. Чернышев постоянно использовал в своих интерпретациях геологической истории и геоморфологических особенностей Русского Севера. Выдвигая это понятие, А. А. Кейзерлинг основывался на установленном им отчетливо выраженном нарушенном напластовании, прослеживающемся от верховьев Вычегды до берегов Ледовитого океана. Ф. Н. Чернышев своими полевыми исследованиями подтвердил это предположение А. А. Кейзерлинга и констатировал в Южном Тимане интенсивность горообразовательных процессов. Вместе с тем он установил, что в геоморфологическом отношении Тиман проявляется как горное сооружение лишь в северной его части, южное же его продолжение, где проходили работы экспедиции в 1889 г., имеет характер плоской возвышенности и должно быть отнесено, по его характеристике, к «типичным плато размыва». Это однообразная, холмистая местность, и лишь в самой центральной части Тимана, где развиты серицито-глинистые сланцы, можно зафиксировать превышения не более 350 м.
Следовательно, в географическом и геоморфологическом отношении трудно определить Тиман как горную область. Однако при изучении геологии Тиманского кряжа раскрывается картина весьма сложных дислокационных процессов, проявившихся в образовании целой системы складок и сбросов, которые фиксируются также в стратиграфических соотношениях различных пород. Для выявления этих соотношений Ф. Н. Чернышевым был построен геологический профиль Тиманского кряжа в районе возвышенностей Оч- Парма, который наглядно показал, что Центральный Тиман представляет собой сброс, на запад от которого в непосредственном соседстве с серицитовыми сланцами прослеживаются доломитизированные верхнекаменноугольные известняки, а на востоке от сланцев расположены девонские и каменноугольные отложения, образующие ряд сложных складок.
На другом разрезе, построенном Ф. Н. Чернышевым для района р. Ухты, пермские осадки, представленные нижней красноцветной толщей, на западе перекрывают известняки верхнекаменноугольного возраста, залегающие непосредственно на, среднедевонских отложениях. Восточнее среднедевонский горизонт сменяется в русле Ухты доманиковым горизонтом, образующим пологую синклинальную складку, а выше устья р. Яреги из-под доманика выступает песчаномергельный горизонт, образующий вместе с доманиковым антиклинальную складку. Анализируя эти соотношения, Ф. Н. Чернышев делает вывод о грабенообразном опускании в центральной части Тиманского кряжа в районе Ухты. Им были намечены и другие тектонические структуры Тимана.