В 1893 г. в Донецкий бассейн были командированы топографы Главного штаба, основной задачей которых стало нанесение на имевшуюся топографическую основу горизонталей через четыре сажени, без чего невозможно было отобразить на карте детали геологического строения. Одновременно с этим Горный департамент распорядился провести силами Горного управления Южной России маркшейдерские работы на рудничных площадях, чтобы привести в единую систему все высотные данные и рудничные планы. Это было серьезным подспорьем при составлении детальной геологической карты. Вся территория Донбасса была разделена _ч на 65 планшетов. В 1894 г. были закончены топографические работы в пределах только десяти планшетов, но Ф. Н. Чернышев надеялся, что с накоплением опыта и приспособлением к особенностям местности топографы будут работать быстрее^[27]. Топографические работы начались и в Области Войска Донского, где карты были особенно неудовлетворительны, что являлось существенным тормозом для развертывания геологической съемки в восточной части Донецкого бассейна.

Ф. Н. Чернышев справедливо полагал, что главная задача заключается в самом дробном расчленении на основе палеонтологических данных каменноугольных отложений, точном нанесении всех горизонтов на карту и выявлении полезных ископаемых по каждому горизонту: «Таким образом, точное и отчетливое подразделение донецких каменноугольных отложений на отдельные горизонты должно было составить ту канву, к которой в будущем можно было бы приурочить все научные и практические вопросы, связанные со всесторонним изучением Донецкого бассейна» ^[28].

Хорошо продумал Ф. Н. Чернышев и стратегию работ. Детальная геологическая съемка была начата в 1892 г. в районе Лисичанска Л. И. Лутугиным, а на юге от границы кристаллической полосы (Кальмиус- Торецкая котловина) — Н. И. Лебедевым. Ф. Н. Чернышев, изучив материалы по Донецкому бассейну, рассчитывал в результате встречного движения этих двух съемочных отрядов получить полный разрез донецких каменноугольных отложений, что впоследствии полностью себя оправдало. В Кальмиусском районе был получен полный разрез нижнекаменноугольных отложений, в Лисичанском были изучены верхние горизонты среднего и вся толща верхнего отделов карбона. В результате на основе сбора и определения фауны и флоры удалось составить детальную стратиграфическую схему донецких каменноугольных отложений и выяснить их фациальные изменения.

Успех работы по детальной геологической съемке Донецкого бассейна был обусловлен и подбором продуктивной и квалифицированной группы геологов. Под руководством Ф. Н. Чернышева здесь работали ведущие специалисты — Н. И. Лебедев, Л. И. Лутугин, Н. Н. Яковлев, позднее В. А. Наливкин и А. А. Борисяк, а также профессор И. И. Шмальгаузен и консерватор ботанического кабинета Киевского университета Н. В. Григорьев, работавшие по определению палеофлоры.

В результате трех лет работ на этой территории Н. И. Лебедев на основе широкого использования палеонтологического метода обосновал надежные критерии дробного расчленения каменноугольных отложений. В 1892 г. он впервые подробно расчленил разрез нижнего карбона по р. Кальмиус. Эта работа впоследствии вошла в выработанную Ф. Н. Чернышевым и Л. И. Лутугиным стратиграфическую схему донецкого карбона, представленную на VII сессию МГК в Петербурге и получившую широкое научное признание среди геологов различных стран; вплоть до наших дней она является основой всех существующих схем нижнего карбона Донецкого бассейна.

В 1893 г. Н. И. Лебедев проводил изучение угленосной площади, прилегающей с севера к району распространения нижнекаменноугольных отложений, а летом следующего года он довел съемку Кальмиус- Торецкой котловины до Главного антиклинала. На южном склоне последнего им были выделены на основе палеонтологических определений семь подразделений каменноугольных отложений, причем их частично удалось параллелизовать с разрезом по р. Кальмиус. Кроме того, удалось в целом разобраться в сложной синонимике угольных пластов, разрабатывавшихся шахтами на Главном антиклинале. На северном крыле Главного антиклинала в районе Государева Буерака маршруты Н. И. Лебедева были сомкнуты с маршрутами Л. И. Лутугина, что позволило установить соответствие каменноугольных отложений северного и южного районов и сделать выводы относительно тектоники Донецкого кряжа, имевшие большое значение для поиска новых угольных пластов.

Если Н. И. Лебедев особенно много сделал как стратиграф-фаунист, то заслуги Л. И. Лутугина велики в области методики проведения детальной геологической съемки Донецкого бассейна. Л. И. Лутугин работал здесь 22 года, и вклад его в решение проблем геологии Донецкого бассейна неоценим. Уже в первый полевой сезон он установил в районе Лисичанска, где была хорошая обнаженность и множество шахтных выработок, 65 горизонтов развитых здесь каменноугольных отложений. В 1893 г. в северной части Донбасса, в равнинной области, сильно изрезанной балками и оврагами, в условиях значительно худшей обнаженности Л. И. Лутугину удалось существенно дополнить разрез, установленный им в предыдущем году. В результате работ двух лет он доказал возможность параллелизации многих горизонтов карбона и установил наличие мощной толщи верхнекаменноугольных отложений, лишенной угольных пластов рабочей мощности, что имело существенное практическое значение для оценки перспектив и поисков угля. Им были выделены также породы пермского возраста.

Распространив в 1894 г. свои исследования на Алмазный район, Л. И. Лутугин впервые расчленил верхнюю часть среднего карбона на четыре свиты, заложив основы стратиграфической схемы донецкого карбона, которая не потеряла своего значения до наших дней.

Л. И. Лутугин считал, что работа на разрезах является лишь первым этапом геологического картирования. Сложная тектоника северной части Донецкого бассейна, множество складок и дислокаций не позволяли применить ранее бытовавшие методы исследования для составления геологической карты 10-верстного масштаба. Учитывая особенности геологического строения и обнаженности Донецкого бассейна, Л. И. Лутугин разработал метод прослеживания каждого горизонта по простиранию с нанесением его уже в поле на топографический планшет. Таким образом удалось очень точно установить все структурно-тектонические особенности слоев. Хотя такой метод был весьма трудоемким, он позволил создать уникальную геологическую карту. Впоследствии Л. И. Лутугин стал руководителем школы донецких геологов и родоначальником метода проведения детальной геологической съемки, у истоков становления которой стоял Ф. Н. Чернышев. Благодаря своему исключительному научному чутью, организаторским способностям и умению объединять различные дарования геологов для решения общей задачи он сделал исключительно много для формирования творческого коллектива донецких геологов. И впоследствии, уже будучи руководителем всей геологической службы страны, он продолжал последовательно и настойчиво пестовать и направлять этот замечательный коллектив геологов.

Все работы в Донецком бассейне постоянно находились в поле внимания Ф. Н. Чернышева, включая планирование и постоянный контроль за их проведением. Как руководитель этих работ он был незаменим. Сохранилось письмо А. П. Карпинского в Горный департамент, в котором он так характеризует деятельность Ф. Н. Чернышева: «Донецкие работы, от которых Чернышев упорно отказывался и которые предназначались другому лицу, приняты им на себя по моему настоянию, так как между геологами никто лучше него не знаком с русскими каменноугольными отложениями. И действительно, в два лета он с такой детальностью разобрался в донецких осадках, имеющей прямое отношение к практическим задачам исследования, к какой даже не приближались другие геологи, например профессор Гуров, работающий в донецком бассейне 25 лет... Наибольшая важность участия Чернышева в донецких работах в настоящее время заключается в общем руководстве, контроле и личной съемке наиболее запутанных частей бассейна, причем указанное руководство не ограничивается работами наиболее надежных участников съемок — геологов, но касается и занятий топографов и маркшейдеров (всего работает в Екатеринославской губернии и Области Войска Донского 14 человек), что в сумме составляет весьма порядочную работу, мало заметную со стороны» ^[29].