На студентов его лекции сразу же произвели огромное впечатление. Разнообразные геологические процессы в них раскрывались с привлечением и анализом обширного фактического материала, в том числе и личных исследований, доказанные положения строго обособлялись от гипотетичных, указывались нерешенные положения и намечались контуры дальнейших исследований. Уже в 1880 г. этот курс лекций Мушкетова по геологии объемом 776 страниц и сопровожденный рисунками был издан студентами Горного института, а через 3—4 года стал большой редкостью.
В начале июня 1878 г. завершив занятия в Горном институте, И. В. Мушкетов отправляется в свое четвертое путешествие в Туркестан. В Ташкент он прибыл в конце июня и стал готовиться к экспедиции в Восточный Алай. Маршрут путешествия, намеченный еще в Петербурге, проходил по приграничной территории, где в то время проводить исследования было небезопасно, и Иван Васильевич получил разрешение присоединиться к Ферганскому военному отряду генерала А. К. Абрамова, уже отправившемуся на Алай. С намерением скорее нагнать отряд И. В. Мушкетов немедленно выехал в г. Ош. Быстро закупив там все необходимое для экспедиции и снарядившись окончательно, в начале июля отсюда начал свое путешествие вместе с большим отрядом казаков, сопровождавшим полковника В. В. Шпицбера, начальника штаба Ферганской области. По южному склону Алайского хребта они направились на юго-восток к крепости Гульча на р. Куршаб, в то время последнему русскому военному укреплению на Алае. Оставив крепость 11 июля, пошли вверх по долине р. Куршаб, то сужавшейся в едва проходимое ущелье — среди выходов метаморфических пород и гранитов, то вновь расширявшейся там, где река прорезала осадочные породы.
Около урочища Суфи-Курган они догнали экспедицию Н. А. Северцова, следовавшую в Памир. «Встреча эта, — писал И. В. Мушкетов,{3} — была для меня крайне полезна, потому что при перевале через р. Куршаб я сломал свои термометр и барометр, и Н. А. Северцов снабдил меня тем и другим, чем и вывел из крайне неприятного положения — путешествовать без таких необходимых инструментов». Вместе с Н. А. Северцовым они дошли до устья реки р. Шарта, откуда путь экспедиции Н. А. Северцова лежал на юго-запад, к перевалу Талдык, а экспедиции И. В. Мушкетова — на юго-восток, по р. Шарт к перевалу Шарт-даван. Преодолев довольно крутой подъем к нему, по пологой долине р. Южный Шарт они спустились в долину Алая и в урочище Ак-Таш догнали отряд А. К. Абрамова. Отсюда поднялись на плоский перевал Тон-Мурун, соединяющий Алайский и Заалайский хребты и служащий водоразделом двух обширных речных бассейнов — Алайской Кызыл-су (Кызылсу), принадлежащей к системе Амударьи, и Кашгарской Кызыл-су, входящей в бассейн Тарима; с перевала Тон-Мурун спустились в долину Кашгарской Кызыл-су. Здесь в устье р. Кок-су И. В. Мушкетов в гипсоносных толщах обнаружил многочисленные провалы воронкообразной формы, которые, по его мнению, могли быть следствием карстовых процессов, но некоторые из них — возможно, и остатками бывших соляных копей.
От р. Кок-су вместе с военным отрядом И. В. Мушкетов направился вниз по р. Кашгарской Кызыл-су до местности Иркештам, а оттуда — к Эгину, бывшему кашгарскому укреплению, куда было решено перенести стоянку для части военного отряда А. К. Абрамова.
В Эгине И. В. Мушкетов принужден был несколько дней (с 20 до 24 июля) находиться в расположении отряда ввиду военных столкновений на границе, пока исключавших намечавшуюся поездку на оз. Чатыр-куль (Чатыр- Кёль). Тогда он решил сделать экскурсию к верховьям р. Тары и затем опять вернуться в Иркештам, к главной стоянке военного отряда. С согласия генерала А. К. Абрамова к И. В. Мушкетову присоединились астроном Шварц и топограф Азеев.
25 июля они выступили вверх по долине р. Эгина и через крутой перевал Тарт-кол 27 июля вышли на р. Алайкол (приток р. Тара), вниз по течению которой достигли устья р. Урта-Кызык и по ней начали подниматься вверх на Алайский хребет. В 5—6 верстах от устья эта «долина суживается в ущелье, тропинка вьется по страшно высокому карнизу на высоте 1000 и более футов над бурной рекой и местами достигает всего 1/4 арш. ширины, так что лошадь едва может стоять».{4} И так на протяжении более 15 верст — почти до перевала Науруз, открывавшего доступ в долину р. Кок-су, откуда по дороге через перевал Терек-даван И. В. Мушкетов направился в Иркештам.