В 1902 г. вышел капитальный труд Ф. Н. Чернышева «Верхнекаменноугольные брахиоподы Урала и Тимана», имевший большое научное значение. Вторая его крупная работа по Тиману — «Орографический очерк Тимана» — осталась незаконченной и вышла посмертным изданием в 1915 г. В ней была дана схема тектонического строения Тиманского кряжа в связи с тектоникой всего Русского Севера. Ф. Н. Чернышев писал: «Все дислоцированные полосы следуют исключительно двум направлениям, соответствующим либо восточной границе Балтийского щита, либо северной, и складчатые горы приурочены к разрывам земной коры, следующим этим направлениям»[24]. Его последующие полярные экспедиции позволили связать в этой работе канинско-тиманские дислокации с тектоникой Медвежьего острова, архипелага Шпицберген, Земли Франца Иосифа и Новой Земли.
Тиманской экспедицией были собраны богатейшие палеонтологические коллекции, лишь часть которых была использована самим Ф. Н. Чернышевым. Занятость его работой в Академии наук, в других организациях и особенно огромная организаторская работа в Геологическом комитете не позволили ему обработать этот материал полностью. Он передал значительную часть тиманских коллекций русским и иностранным специалистам. Н. А. Андрусову были переданы руководящие формы из палеозойских отложений, А. А. Штукенбергу — каменноугольные кораллы и мшанки, Н. А. Богословскому — нижнемеловые аммониты, американскому профессору Дж. Кларку — конхиферы из доманикового горизонта Тимана, немецким профессорам Э. Гольцапфелю — девонские цефалоподы, О. Иекелю — девонские плакодермы и т. д.
Работы Ф. Н. Чернышева на Тимане оказались центральным звеном в его исследованиях Севера, вокруг которого группировался геологический материал, полученный им в экспедициях на Новую Землю и Шпицберген.
Ко времени создания Геологического комитета Донецкий бассейн изучался уже в течение многих ' десятилетий. Одна из первых экспедиций Академии наук для изучения Юга России и Малороссии под руководством И. А. Гюльденштедта охватила своими исследованиями и территорию Донецкого бассейна. В конце XVIII в. началась промышленная разработка донецкого каменного угля для нужд Черноморского флота и были организованы первые геологические исследования строения Донецкого и Криворожского бассейнов. Эти работы были обобщены в труде горного инженера И. Бригонцова.
В первую четверть XIX в. были предприняты первые систематические геологические исследования и геологоразведочные работы. Большое значение для их активизации имело основание Луганского литейного завода, вокруг которого были проведены интенсивные поисковые работы. С геологической точки зрения наиболее интересные результаты в этот период были достигнуты Е. П. Ковалевским, с именем которого связано создание первой стратиграфической сводки. В ней нашли место ряд выделенных им впервые подразделений геологических систем, а также описаны основные известные к тому времени полезные ископаемые. Так, им были выделены комплексы отложений, соответствовавшие нижнему, среднему карбону, медисто-песчаниковой толще перми, доломитовой и соленосной толщам перми, триасу и нижней юре и др.
В последующие годы в геологическое исследование территории Донбасса внесли вклад многие видные геологи и горняки. Так, на карте юго-западной части бассейна, составленной горным инженером А. Б. Иваницким, впервые были показаны не петрографические разновидности пород, а стратиграфические подразделения и были выдвинуты первые гипотезы о структуре и тектонике этого района. Им впервые были разделены на два возрастных комплекса переходные образования, впоследствии отнесенные соответственно к нижнему карбону и девонской системе. Палеонтологическое обоснование этому делению было дано Э. И. Эйхвальдом.
В 1833 г. горному начальнику Луганского завода Горный департамент предложил составить первую сводную геологическую карту всей площади Донецкого бассейна, охватывающую 48 тыс. км2 с обозначением фаунистических находок и составлением палеонтологической коллекции. Эта работа была выполнена А. И. Оливьери и ревизовалась известным отечественным геологом Д. И. Соколовым. В определении палеонтологической коллекции по этой работе принимал участие известный французский геолог Ж. Эли де Бомон.
В последующие годы геологические исследования, направленные на расширение границ Донецкого бассейна и изучение стратиграфии западного его продолжения, проводил горный инженер Б. К. Бледе, а его палеонтологическая коллекция обрабатывалась Э. И. Эйхвальдом. Итогом этих работ стало подтверждение среднекаменноугольного возраста продуктивной толщи, установление отложений юрской системы на западных окраинах бассейна, выделение в полном объеме пермской системы, а также попытка выделения палеогена и первые корреляции отложений. А. Б. Иваницким было высказано предположение о возможности поисков каменных углей под меловой толщей к северу от известных их выходов. Практическая реализация этой идеи была осуществлена спустя многие десятилетия. Другим важным направлением работ того времени было исследование перспектив на уголь в Области Войска Донского, показавшее расширение промышленной части бассейна на юго-восток.