Дело принимало зловещий оборот. Ломоносов снова опробовал самый богатый из полученных им образцов руды и, к своему ужасу, серебра в нем не обнаружил. 16 мая того же года Ломоносов представил в Кабинет свои объяснения, в которых обращал внимание на то обстоятельство, что ему было велено «оные пробы учинить в присутствии оного Зубарева, к чему он нарочитое время не ходил, и, наконец, по неоднократному моему требованию, приходил во оную лабораторию временно, иногда и без меня, ибо мне беспрестанно при пробах быть за другими делами отнюдь нельзя».
Становилось несомненным, что Зубарев или его сообщники, воспользовавшись доверчивостью и некоторой беспечностью Ломоносова, подбросили серебро в пустую руду. На эту точку зрения и стал Кабинет, признавший, что «при пробе в лаборатории Академии Наук Зубарев такое же воровство учинил, как в Сибири, что показалось серебро, чего не бывало». Ломоносова оставили в покое.
Происшествие с Зубаревым, причинившее столько тревог Ломоносову, было лишь небольшим узелком в сложной сети интриг, которые плелись при дворе Елизаветы.
Признав «затейный и воровский умысел» Зубарева, Кабинет препроводил его в Петропавловскую крепость. Но там он неожиданно объявил за собой «слово и дело», то есть что ему известна некая государственная тайна. Зубарева передали в Тайную канцелярию, где он поведал о своей встрече с великим князем Петром Федоровичем, которому он был представлен зимой 1751 года лейб-гвардии майором Федором Шарыгиным. По его словам, Петр Федорович только расспрашивал его, что он за человек, какого города и где им «оная серебрянная руда найдена».
Однако через несколько дней Зубарев объявил, что о представлении великому князю показал «вымысля собою», а всю историю с серебряной рудой подстроил, чтобы, получив привилегию на устройство завода, оставить за собой купленную на чужое имя деревеньку с крестьянами.
Зубарев твердо стоял на своем, хотя его и допрашивали «с пристрастием», а майор Шарыгин, в свою очередь, показал, что он отродясь не видывал Зубарева и никогда не был с ним знаком. Зубарева продержали в тюрьме до 1754 года, а затем отослали в Сыскной приказ, откуда он вскоре благополучно бежал.
Летом 1755 года на пограничном с Польшей Злынском форпосте было получено известие о пробиравшемся из Пруссии подозрительном человеке, которого звали Иваном Васильевым. Человек этот наведывался в старообрядческие скиты «на Ветке» за польским рубежом и похвалялся «верным людям», что он был послан из России с письмами в Пруссию, а письма те были зашиты у него в сапожной стельке. Пограничная стража выследила лазутчика, замешавшегося в компанию конокрадов, направлявшихся на Украину. На первых же допросах в Киеве было установлено, что это не кто иной, как «тобольский рудоискатель» Зубарев.
Зимой 1756 года Зубарев был доставлен в Петербург. 17 января его допрашивали в Канцелярии тайных розыскных дел в присутствии генерал-аншефа Александра Шувалова. Зубарев сперва отпирался, но, «по довольному увещанию», дал подробные показания о том, как, переправившись через границу, встретил в Кролевце прусского офицера, который, позарившись на его рост, стал уговаривать его поступить на прусскую службу. Зубареву выплатили девяносто рублей и дали солдатский мундир. Однако вскоре в «дорожной коляске» он поехал прямо в Потсдам, где с ним встретился бывший адъютант Миниха полковник Манштейн, перебежавший к прусскому королю Фридриху. Манштейн расспрашивал его, где содержится Миних, и, наконец, поручил ему пробраться в Холмогоры и помочь Антону Ульриху и его сыну, низверженному императору Ивану Антоновичу, бежать из России на корабле, который будет дожидаться у Архангельска. Ему даже показали капитана, с которым он должен был встретиться в Архангельске. По описанию Зубарева, капитан был «ростом не велик, толстенек, в лице бел, полон и шадровит, глаза серые, волосы свои, светлорусые, немного рыжеваты, по-русски говорить умеет».
Зубареву вручили две медали, которые он должен был показать Антону Ульриху, чтобы дать ему этим знак, что всё готово к бегству, и тысячу червонцев, якобы отнятых у него по дороге разбойниками.
При отъезде Зубарева Манштейн наказывал ему распускать среди живущих на Ветке старообрядцев слухи, что, когда вернется на царство Иван Антонович, «вера их тогда гонима не будет», а кроме того, обещать, что как только начнется война с Россией, им поручат поставки провианта для прусской армии.