В Москве Билибин подробно рассказал начальнику Союззолота А. П. Серебровскому о проделанной работе и высказал свои соображения об исключительных перспективах этого нового золотоносного района. Еще ранее он сделал аналогичный доклад начальнику Востокзолота Г. И. Перышкину. И там и здесь его слушали, расспрашивали, покачивали головами, но довольно скептически относились к его прогнозам, считая их проявлением «колымского патриотизма».
По прибытии домой, в Ленинград, Билибин сразу стал хлопотать о посылке на Колыму новой экспедиции. Химический анализ рудных проб, взятых из Среднеканской дайки, показал очень высокие содержания золота, и поэтому там необходимо было срочно организовать разведочные работы.
Открытие золота в бассейне речки Утиной, на расстоянии свыше 100 километров от Среднекана, вызвало у Билибина предположение, что золотоносность в этом районе не является локальной, приуроченной к отдельным изолированным участкам, а укладывается в определенные зоны. Чтобы проверить это предположение, было намечено организовать пять геологопоисковых партий.
Во главе экспедиции был поставлен помощник Билибина В. А. Цареградский. Сам Билибин остался в Ленинграде для более детальной обработки собранных материалов и для осуществления задуманного им плана создания «Большой Колымы».
Экспедиция Цареградского выехала в мае 1930 года. Кроме «старых колымчан» — С. Д. Раковского, Д. И. Казанли, Э. П. Бертина и других — в ее состав вошли молодые геологи — Д. В. Вознесенский, Н. В. Новиков, Ф. К. Рабинович, Д. А. Каузов, — которые впоследствии прочно связали свою судьбу с этим краем.
Дела в новом районе между тем шли очень неважно. Вокруг него началась межведомственная неурядица, которая крайне отрицательно сказывалась на работе.
Прибывшая на Колыму экспедиция застала неприглядную картину. Работники приисков, лишенные всякого руководства, чувствовали себя растерянными. Прииски неоднократно меняли хозяев, их передавали в подчинение то Хабаровску, то Владивостоку, то Иркутску… Положение приняло настолько острый характер, что Цареградский и Вознесенский вместе с заведующим геологоразведочным бюро Среднеканского прииска П. М. Шумиловым были вынуждены направить в Москву специальную телеграмму с просьбой прислать комиссию для наведения порядка.
Билибин с нетерпением ожидал поступления новых данных от Цареградского. Наконец они поступили. Хорошее золото было обнаружено в нескольких притоках Оротукана — речки, впадающей в Колыму выше Среднекана и Утиной, а также в некоторых небольших притоках Колымы.
Среднеканская дайка была прослежена на протяжении свыше 15 километров. Присланные Цареградским пробы, взятые из этой дайки, показали такие высокие содержания золота, что Билибин не решился привести их полностью в своей докладной записке, адресованной правительству.
Обрабатывая материалы экспедиции, Билибин пришел к смелому заключению, что в бассейне верхнего течения Колымы существует обширная золотоносная зона протяженностью в сотни километров. Пользуясь разработанным им геолого-статистическим методом, он подсчитал возможные запасы россыпного золота в пределах этой зоны. Эти цифры легли в основу его перспективного плана развития геологоразведочных работ в бассейне Колымы.
Несколько позднее аналогичное представление о существовании в бассейне Колымы огромной золотоносной зоны высказал геолог С. В. Обручев, который В 1926–1927 годах работал в бассейне Индигирки, а в 1929–1930 годах пересек маршрутом обширную территорию от Якутска до Нижнеколымска.
Обручев открыл огромный, неизвестный доселе хребет, названный им хребтом Черского, и дал схему распределения основных горных цепей в бассейнах Колымы и Индигирки. Он же наметил основные черты геологического строения огромной территории Колымо-Индигирского края и установил, что здесь широко развита однообразная толща песчано-сланцевых пород, прорванных многочисленными интрузиями гранитов. Эти данные оказались весьма ценными для последующих исследователей Северо-Востока.
Отмечая однообразный состав гранитов в пределах хребта Черского и основываясь на знаках золота, полученных им при опробовании речных кос, Обручев пришел к заключению, что весь хребет золотоносен на огромной площади длиной 700 километров при ширине от 150 до 250 километров. Заключение Обручева полностью соответствовало представлениям Билибина, однако ему не хватало той конкретности, которая была у последнего.