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.
В 1837 г. состоялась экспедиция по изучению Донецкого кряжа с целью определения его перспектив на каменный уголь, организованная на средства уральского горнозаводчика А. Н. Демидова и руководимая профессором Парижской горной школы Ф. Ле- Пле, которым был сделан неверный вывод о том, что богатства Донбасса не могут идти ни в какое сравнение с месторождениями каменного угля Англии, Франции и Бельгии. Этот вывод, а также некоторые геологические результаты экспедиции были оспорены профессором Московского университета Г. Е. Щуровским. Однако заслугой Ф. Ле-Пле явилось обобщение большого материала, накопившегося в результате исследования этого района.
Большое значение имела экспедиция, осуществленная в 1841 г. выдающимся английским геологом Р. И. Мурчисоном, французским палеонтологом Э. Вернейлем и отечественными учеными А. А. Кейзерлингом и Н. И. Кокшаровым. Работа этой экспедиции оказалась весьма эффективной благодаря созданным для ее проведения по указанию Горного ведомства исключительным условиям. Экспедицию сопровождали и давали разъяснения лучшие специалисты — знатоки геологии и горного дела, ей были предоставлены все имевшиеся материалы. В итоге Р. И. Мурчисон установил, несмотря на сильную дислоцированность донецких отложений, переход от древних осадочных отложений на юге к более молодым на севере, Наиболее древними осадками региона он считал красноцветные песчаники и конгломераты, ошибочно отнесенные к карбону; неверно был сделан вывод об отсутствии в Донбассе девонских отложений. Продуктивная толща была им разделена на основе палеонтологических и литологических данных на три яруса. Им был уточнен объем подразделений пермской системы. Представляло интерес предположение Р. И. Мурчисона о том, что кристаллические породы расположенного к югу от Донецкого кряжа массива составляют «геологическую ось» всего региона. В отличие от Ф. Ле-Пле Р. И. Мурчисоном был сделан весьма оптимистический прогноз относительно перспектив каменноугольного бассейна.
В последующий период были проведены многие важные геологические исследования бассейна: впервые начата инструментальная съемка, составлены так называемые пластовые карты с нанесением угольных пластов, выяснена в общих чертах его тектоника, подсчитаны запасы угля для восточной его части. Были внесены новые данные в стратиграфию пермских, юрских, меловых и третичных отложений. Наиболее значительными на этом этапе были работы братьев Ан. А. и Ал. А. Носовых, Е. Б. Иваницкого, А. В. Гурова, А. И. Антипова, Н. П. Барбота де Марии, Н. Д. Борисяка, И. Ф. Леваковского, П. П. Пятницкого, В. А. Домгера и др. В части стратиграфии недостатки этих работ были связаны с неумением отличить девонские отложения от каменноугольных, триасовые от пермских и юрских. Руководителем работ по составлению пластовых карт был академик Г. П. Гельмерсен, который, однако, поддержал неверный взгляд; Ф. Ле-Пле о малых перспективах угля в бассейне[25], довлевший в известной мере над исследованиями последующих лет.
В 1881 г. VI съезд горнопромышленников Юга России постановил ходатайствовать перед Горным ведомством о детальной разведке железных руд в Донбассе. Геологический комитет считал необходимым развивать детальные систематические геологические исследования в этом районе, являющемся одним из наиболее перспективных в Европейской России. Обязательным условием для их начала было получение всех картографических материалов, копий маркшейдерских планов и разрезов предшествующих лет.
В 1883 г. по предложению Горного департамента Геологический комитет постановил начать работы в Донецком бассейне летом 1884 г. и поручил их старшему геологу И. В. Мушкетову. Однако финансирование этих работ задержалось более чем на шесть лет.
В 1889 г. была образована комиссия в составе И. В. Мушкетова, Ф. Н. Чернышева и А. А. Краснопольского для выработки проекта организации и плана исследований по Донбассу, к которым предполагалось приступить в 1890 г. В ее работе также участвовали Г. Д. Романовский, Н. А. Иосса, Н. Д. Коцовский и Н. С. Курнаков. Комиссия Геолкома указала также на необходимость составления новых пластовых карт для наиболее перспективных участков бассейна. Но лишь в 1892 г. Горный департамент выделил на проведение детальных геологических исследований в Донецком бассейне средства в количестве 7 000 руб. в год. Руководителем работ был назначен Ф. Н. Чернышев, который их начал со сбора всех имевшихся материалов, прежде всего картографических. Получить эти материалы было нелегко, поскольку они были рассредоточены в разных учреждениях и часто не имелось их копий. Директор Геолкома А. П. Карпинский настаивал и на установлении широких контактов с другими учреждениями, работавшими в Донбассе, в частности с Харьковским отделением Русского технического общества.
В мае 1892 г. экспедиция Геологического комитета, в которую входили Ф. Н. Чернышев, геологи Н. И. Лебедев и Л. И. Лутугин, коллекторы Н. Н. Яковлев, А. П. Герасимов и А. К. Мейстер, студенты-практиканты М. М. Бронников ц Покровский, выехала в Донецкий бассейн. Первые два месяца работ были посвящены совместным обзорным экскурсиям по западной части бассейна. Большой опыт Ф. Н. Чернышева по расчленению палеозойских отложений на Урале и Тимане, а также основательное знакомство его со стратиграфией палеозоя Западной Европы и Америки позволили ему довольно быстро сориентироваться в сложной геологии Донецкого бассейна. Полезной оказалась и воспринятая им гипотеза А. П. Карпинского об общности карбонового моря Европейской России, юго-западным заливом которого являлся Донецкий бассейн. За короткий срок Ф. Н. Чернышев убедился в возможности дробного расчленения каменноугольных отложений на основе изучения палеонтологического материала, а также точной корреляции пластов угля, разрабатывавшихся в разных местах под различными названиями.
В октябре 1892 г. Ф. Н. Чернышев после изучения всех материалов по Донбассу и результатов первого полевого сезона представил докладную записку, в которой обосновывалась необходимость составления вместо обзорной геологической карты бассейна (которую предполагалось подготовить за три года) детальной карты 1-верстного масштаба. Постановка такого рода работ была не только принципиально нова для Геолкома, но и требовала значительных усилий, а также большой подготовительной работы и более длительного времени для исполнения. Ф. Н. Чернышев считал, что для геологического картирования такого масштаба необходимо предварительное проведение специальной топографической съемки, поскольку существовавшая в то время топографическая основа — 1-верстная карта Харьковской и Екатеринославской губерний — существенно устарела. Для составления же геологической карты столь детального масштаба важно иметь точную и надежную топографическую основу[26], что дало бы возможность отразить особенности геологического строения региона.