Казахская степь была пересечена Коржинским по следующему маршруту. Из Павлодара он направился через Баян-Аул, Каркаралинск, реку Токрау, горную группу Бектау-ата к горе Таргыл на берегу озера Балхаш. Обратно через урочище Караоба он вернулся в Каркаралинск, откуда предпринял поездку через горы Кент к рекам Даган-Дилю и Баканасу, проехал вдоль последней к реке Аягуз и далее, в Джус-Агачский пикет. Из последнего он совершил боковую экскурсию к горам Каратас у озера Балхаш. По возвращении в названный пикет, Коржинский проехал по дороге в Сергиополь и далее в Семипалатинск. Из пунктов, расположенных на пути этого маршрута и были собраны образцы пород доставленной коллекции. Приводимые ниже данные относительно условий нахождения пород на месте сообщены проф. Коржинским из дневника его экскурсий.

Сведения о геологическом строении этой части казахской степи не отличались полнотой и представляли собрание еще лишь недостаточного количества фактов. Из старой литературы следует указать на статью Шренка («Bericht über eine, im Jahre 1842, in die östliche Dsungarische Kirgisensteppe unternommene Reise»), путешествовавшего по казахской степи с ботанической целью. Он приехал из Семипалатинска, следуя на юг к реке Аягуз, и далее в некоторые пункты степи. Местность между Аягузом и Семипалатинском представляла, по словам Шренка, обширные плоские равнины, чередующихся со скалистыми холмами, идущими более или менее параллельно друг другу, в направлении с востока на запад. Местами здесь появлялись более высокие ряды гор, каковые горный хребет Аркалык (в 60 в. от Семипалатинска) выс. ок. 1 580 пар. ф., Аркатские горы, лежащие в 90 верст. далее и достигающая выс. прибл. 2 530 п. ф., Узун-Булак (в 200 в. от Семипалатинска) выс. ок. 2 330 фут. По Шренку, преобладающими породами здесь являлись «фельзитовый и роговиковый порфиры». Аркатские горы состояли из гранита, Аркалыкские - из «серой вакки». На эти горные цепи следовало, по словам Шренка, смотреть как на отроги Алтайских гор, с которыми они показывали в геогностическом отношении наибольшую аналогию. Достигнув реки Аягуз, Шренк направился далее, следуя течению этой реки. В 12 верстах от поселения Аягуз он переправился на левый берег реки и продолжал свой путь через степь. Слево от дороги находились здесь невысокие холмы Когулидыр, состоявшие из «роговикового порфира». Вот и все данные, приводимые Шренком относительно этой местности.

Более обстоятельные сведения о части казахской степи, лежащей к югу от Иртыша, мы находим в статье анонимного автора «Геогностические замечания о северной части Баян-Аульского и Каркаралинского округов в Киргизской степи» (Горн. журн. 1845 г., ч. III). Он проехал, между прочим, по дороге в Баян-Аул, описывает довольно подробно как выходы пород, наблюдавшиеся им на пути, так и некоторые пункты в стороне от дороги. Так он указывает на выход «Долерита» у пикета Кайдаульского. Порода эта переходила, по словам автора, в «Долеритовый миндальный камень», содержавший пустоты, выполненные хлоритом. Между названной станцией и следующей (Чакчанской) он встретил песчаники, переходившие в песчанистые известняки со следами окаменелостей; они сменились далее «зеленокаменными порфирами», заключавшими в темно-красной массе кристаллы светло-красного полевого шпата. Затем он снова наблюдал «долериты» сходные с выступающими у пикета Кайдаульского. Верстах в 20 от Баян-Аула, по дороге из Чакчанского пикета вместе с порфирами показался, по его словам, порфировидный гранит, сменявшийся вскоре снова порфиром. Верстах в 5 от Баян-Аула порфиры предгорий Баян-Аульского кряжа уступали свое место граниту. Из последних были сложены Баян-Аульские горы, представлявшие, по словам автора цитируемой статьи, отдельную группу гор, тянущуюся верст на 20 или 30 с юго-запада на север. Эти граниты местами были мелкозернисты, содержали рядом с полевым патом и кварцем зеленовато-черную слюду или роговую обманку, иногда слюда отсутствовала. Их более обыкновенной разностью являлся довольно крупнозернистый гранит, в котором мелкие листочки слюды встречались очень редко. Автором описывался также наружный вид Баян-Аульских гор. В конце статьи, где автор делает заключение своим наблюдениям, он указывает, между прочим, что граниты слагают наиболее возвышенные горы в этой части казахской степи, образуя, впрочем, местами и небольшие возвышенности, едва поднимающиеся из степной равнины. Высота порфировых возвышенностей, по словам автора, далеко не достигала высоты гранитных гор. В геогностическом отношении северо-восточная часть казахской степи представляла, по его мнению, разительное сходство с Алтайским округом.

В очень обстоятельном сочинении Влaнгaли «Геогностические поездки в восточную часть Киргизской степи в 1849 и 1851 годах» (Горн. журн. 1853, ч. 1, стр. 1, 157, 353, ч. III) встречается описание дороги от Аягузского приказа до Копала, в которое вошли и некоторые пункты местности (дорога от Средне-Аягузского пикета до Джус-Агачского). Кроме того, к сочинению Влангали приложены «Опыт геогностической карты восточной части Киргизской степи» и таблица с двумя разрезами, из которых один относился к пикетной дороге от Аягузского приказа до Копальского укрепления. Недалеко от Средне-Аягузского пикета по дороге к Талдыкудукскому Влангали встретил гранит, а затем наблюдал из-под наносов пласты глинистого сланца и песчаника. Кроме того, здесь виднелись местами выходы порфиров. Почти у самого Кизыл-Kийского пикета он встретил «эвритовый порфир». За Мало-Аягузским пикетом, по дороге к Джус-Агачскому, из-под наносов наблюдался, по словам автора, железистый песчаник и глинистый сланец, за которыми начинались солонцы, тянувшиеся до самого Джус-Агача.

О породах местности говорил несколько слов Белоусов в своей статье «Минеральные богатства Киргизской степи» (Горн. журн. 1884, т. IV). Он посетил в 1982 и 1883 годах Павлодарский и Каркаралинский округа казахской степи, куда был приглашен для осмотра некоторых заявок месторождений медных руд и каменного угля. Здесь встречались указания на орографический характер местности по дороге из Павлодара через Баян-Аул в Каркаралинск. Почти вплоть до станции Чакчанской дорога шла по однообразной степи, а возвышенности и неровности здесь отсутствовали. Местность становилась холмистой в 50 верстах от Баян-Аула (за две станции от него), ввиду Баян-Аульских гор. Последние состояли, по словам Белоусова, из «серого гранита, легко рассыпавшегося от выветривания в дресву». Общее направление этих гор - с востока на запад. Наибольшей высоты, вероятно, не менее 800-900 футов они достигали, по словам автора, вблизи Баян-Аула. Из того же светло-серого крупнозернистого гранита были сложены, следуя Белоусову, и Каркаралинские горы высотой до 650 фут. Порода состояла из желтовато-белого полевого шпата с рассеянными в его массе зернами кварца в сравнительно небольшом количестве. Черной слюды в породе очень немного. Гранит разделялся на горизонтальные слои, в виде плоских округленных плит. Весьма часто он прорезан жилами кварца.

Из приведенных литературных данных, о кристаллических и других породах части казахской степи, лежавшей к югу от Иртыша, видно, что имевшиеся на руках в тот момент сведения в этом отношении еще недалеко ушли вперед. Это в особенности относилось к даваемым авторами определениям тех или других пород, которые часто оставляли желать лучшего.

1. Преобладающей породой в пересеченной маршрутом местности являлся кварцевый порфир. Порода эта в своем развитии наблюдалась в следующих пунктах: на довольно высоком пригорке между Баян-Аулом и Сарватским пикетом (на 18 в.); на горе Карагуз, в нижней части утеса (верстах в 50 к югу от Каркаралинска); верстах в 20 далее по дороге по направлению к реке Токрау (на пологом холме около сопки Пшок); на горе Кизыл-чоко (сопка выс. саж. 30) у реки Караменде, притоке Токрау; на горе Кизыл-таш (верст. в 15-20 к югу от Токрау); в урочище Караоба, на холмах у пикета Кизыл-Kийского (преобладающая порода) и между Талдыкудукским и Средне-Аягузским пикетами. Цвет породы - обычно красный, то более интенсивного, то более бледного оттенка, иногда - буровато-красный (ок. сопки Пшок), в некоторых случаях - серый или светло-серый (между Талдыкудукским и Средне-Аягузским пикетами, гора Кизыл-чоко), местами темно-серый с коричневым оттенком (ур. Караоба). В породе были видны порфировидные выделения полевого шпата, нередко мало отличавшимся по цвету от основной массы и достигавшая иногда 1,8 сант. длины (между пик. Талдыкудукским и Средне- Аягузским), и кварца, кристаллы которого представляли местами двенадцатиугольную пирамиду (гора Кизыл-чоко, между Баян-Аулом и Сарватским пикетом). Иногда в породе заметны также листочки черной или темно-бурой слюды (у Кизыл-Kийского пикета, ок. Сопки Пшок). Под микроскопом порода оказалась состоящей из порфировидно выделившихся полевого шпата (ортоклаза и плагиоклаза), кварца, магнезиальной слюды (в породе у Кизыл-Kийского пикета, ок. сопки Пшок, гора Карагуз), мусковита (Караоба, выемка на ост. руднике г. Дерова, между Баян-Аулом и Сарватским пикетом), зеленоватого авгита (между Талдыкудукским и Средне-Аягузским пикетами) и из голо-кристаллической основной массы. Последняя состояла из полевого шпата, кварца, магнезиальной слюды (Караоба, рудн. Дерова), мусковита (между Баян-Аулом и Сарватским пикетом), хлорита и эпидота (ур. Караоба), магнетита, апатита (между пик. Талдыкудукским и Средне-Аягузским). Полевой шпат (ортоклаз и плагиоклаз) являлись более или менее сильно каолинизированным, вследствие чего двойниковой штриховатости часто уже не было видно. В одном случае (между Баян-Аулом и Сарватским пикетом) замечалось распыление плагиоклаза; оно наблюдалось здесь и в кварце. Жилки последнего пересекали местами кристалл плагиоклаза. Разрезы кварца имели обычно кристаллические, нередко закругленные очертания, являлись с бухтами и включениями основной массы. Иногда в кварце наблюдалось бесцветное стекло с пузырьками в виде отрицательных кристаллов (гора Кизыл-таш). В описываемых породах основная масса имела обычно сферолитовую структуру, с более или менее ясным, прямоугольным крестом интерференций. Полевой шпат и кварц являлись иногда в виде микропегматита (у Кизыл-Kийского пикета, гора Карагуз). Рассматриваемые породы могли быть большей частью отнесены таким образом к гранофировым кварцевым порфирам в смысле Розенбуша.

Кроме описанных образцов этих пород в коллекции находилось значительное число таких, где среди выделений не было кварца. Сюда относились породы: с гор в уроч. Кизыл-Бюрат (верс. в 50 к северу от Бек-тау-ата); с берега оз. Балхаша – верст. в 18-20 к северо-востоку от горы Таргыль; с горы Караджал - верст. в 120 на юго-восток от Каркаралинска; у выходов р. Баканаса (верст. в 25 не доезжая р. Коксалы); с горы Кунчый (между р. Аягузом и тем местом, где Баканас, теряется в песках); с холмов у пикета Кизыл-Kийского и с холмов Бельтерека - верст 20 юго-восточнее Сергиополя. Указанная у пикета Кизыл-Kийского порода была здесь, сравнительно с описанной выше из того же пункта, в меньшем развитии, разбита отдельностью на вертикальные столбики.

За исключением отсутствовавших выделений кварца, выступавшая в только что названных пунктах порода была сходна с описанной раньше как по цвету, так и по характеру других своих порфировидных выделений. Цвет ее в некоторых случаях был светло-серый (у Кизыл-Kийского пикета) или темно-фиолетово-серый (гора Караджал). Иногда были видны в породе листочки черной слюды (берег оз. Балхаша) и пленки углекислой извести (в породе из последнего пункта и с горы Кунчый). Порфировидные выделения полевого шпата были более или менее сильно каолинизированными и кроме того превратившимися местами в спутанно-волокнистый агрегат, напоминающий халцедон (берег оз. Балхаша, гора Кунчый); при этом иногда замечалось превращение центральной части кристаллов полевого шпата в названный агрегат, а периферической - в каолин (берег оз. Балхаша). Магнезиальная слюда в порфировидных выделениях наблюдалась в породе с бер. оз. Балхаша, горы Кунчый и у выходов р. Баканаса. В состав основной массы участвуют те же элементы, которые были указаны раньше, с присоединением к ним иногда кальцита (бер. оз. Балхаша, горы Кунчый) и кварца с халцедоном - в виде жилок, образующих целую сеть (горы в уроч. Кизыл-Бюрат). Сферолитовая структура наблюдается редко (в породе из последнего пункта). На только что описанные породы следует смотреть как на местные видоизменения тех же кварцевых порфиров, в которые эти последние переходят. В пользу этого говорит, между прочим, совместное нахождение тех и других в одном и том же пункте (холмы у Кизыл-Kийского пикета), где среди преобладающего типического кварцевого порфира появляется местами порода, не содержащая выделений кварца. Подобного рода переход, обусловленный не всегда резко выраженным порфировидным габитусом породы, наблюдался мной и в кварцевых порфирах окр. Красноводска (1. с., стр. 19). С этими последними породами кварцевые порфиры Киргизской степи представляют большое сходство также и относительно состава и структуры основной массы, присутствия в некоторых из них порфировидных выделений мусковита и проч.

Сюда же следует отнести и породу, выступавшую на пологом холме в 8 верст. к северу от пикета Ащикульского. Под микроскопом оказалось, что она состояла из голо-кристаллической основной массы, в состав которой входил ортоклаз в виде прямоугольных разрезов, плагиоклаз, кварц, мусковит, хлорит, титанит, и несколько большие по величине кристаллы плагиоклаза, не выделявшиеся резко из промежуточной массы. Порода представлялась таким образом почти совершенно утратившей порфировидный габитус, состоявшей почти исключительно из основной массы кварцевого порфира.

2. После кварцевых порфиров более распространенной породой является гранитит, выступающий в значительном числе пунктов пересеченной маршрутом части Киргизской степи. Из других разновидностей гранитных пород мы встречаем здесь только мусковитовый гранит, слагающий небольшие скалы у горы Кизыл-таш. Гранититы являются развитыми в окр. Баян-Аула и Каркаралинска, на вершине горы Карагуз, в горах Бек-тау-ата, между реками Карабулаком и Дагандилем и в Аркатских горах. В первой из указанных местностей они слагают высокие Баян-Аульские горы, наиболее возвышенные пункты которых достигают высоты более 400 м. над уровнем озера. Порода была разбита П. Титняковой отдельностью на слой толщиной два фута, слагая «палатки»; местами в ней замечалась отдельность 35-40° на юг. В окрестностях Каркаралинска гранитит встречался в горах у Пашенного озера (верст. в 6 к юго-западу от города) и у «бассейна» (верст. в 5-6 от него); в последнем пункте он также слагал «палатки». В подобном же виде гранитит встречался в Аркатских горах (верст. в 3 к З. от дороги в Семипалатинск), где высота «палаток» достигала саж. 40-50. Из этой породы были сложены таким образом наиболее высокие горы казахской степи.

Сама порода была более или менее крупнозернистой и состояла из красного и желтовато-белого полевого шпата (на плоск. спайности последнего видна местами двойниковая штриховатость), серого кварца и черной слюды. Последней иногда в породе было так мало, что присутствие ее констатировалось только под микроскопом (между рр. Карабулаком и Дагандилем). Переходы более мелкозернистых разностей в более крупнозернистые наблюдались в породе Баян-Аульских гор. Под микроскопом порода оказывалась состоящей из каолинизированного полевого шпата, кварца, магнезиальной слюды, превратившейся частью в хлорит, частью одновременно с этим и в эпидoт (между рр. Карабулаком и Дагандилем), магнетата. К ним присоединялись иногда роговая обманка в небольшом количестве и титанит (порода из последнего пункта).

Гранитит был пересечен местами (окр. Каркаралинска, у «бассейна») жилами пегматита, состоявшего из дымчатого кварца (отчасти в кристаллах), желтовато-белого полевого шпата и серебристо-белой слюды.

Мусковитовый гранит, выступавший, как уже сказано выше, у горы Кизыл-таш, представлял по наружному виду большое сходство с гранититом, отличаясь от последнего присутствием серебристо-белой слюды.

3. Из других кристаллических пород, встречался выход уралитового диабаза в горах Каратас, в северо-восточном углу оз. Балхаша. Он представлял породу серовато-зеленого цвета, содержавшую пленки углекислой извести. По микроскопическому исследованию, она состояла из плагиоклаза, уралита, внутри которого были видны еще остатки авгита, хлорита, эпидота, кальцита и черных зерен с серовато-белой мутной, местами более прозрачной, зернистой каймой «левкоксена». Структура породы была диабазово-зернистая.

4. Уралитовый порфирит слагает гору у «Чертова озера», лежавшую в 6 верстах от Каркаралинска. Порода была зеленовато-серого цвета, с порфировидными выделениями белого полевого шпата и темно-зеленой роговой обманки и вкрапленными зернами магнетита. Под микроскопом она оказывалась состоящей из выделений плагиоклаза и ротовой обманки, по-видимому, уралита и голо-кристаллической основной массы, в состав которой входил полевой шпат, роговая обманка, кварц и черные зерна, окруженные нередко зернистой каймой «левкоксена».

5. Порфирит выступал на вершине пригорка у Карасора (к с. от Баян-Аула). Порода была серого цвета, плотная, содержала скопления и примазки эпидота. Порфировидный габитус ее выступал только под микроскопом, благодаря выделениям сильно разложившегося плагиоклаза и псевдоморфозам, состоявшим из смеси эпидота, хлорита и кварца. В породе наблюдалось много эпидота, хлорита и партий кальцита.

6. Между пикетами Джамантауским и Кайдаульским и около Джертатского пикета (в последнем пункте порода образовала утесистые выходы у речки) встречался порфиритовый туф. Порода, выступавшая около Джертатского пикета, была плотной, зеленовато-серого цвета, содержавшей пленки углекислой извести. В препарате были видны среди массы породы, слабо действовавшей на поляризованный свет, содержавшей в значительном количестве калыпит, хлорит и эпидот, кристаллы и обломки кристаллов плагиоклаза, роговой обманки и авгита и участки порфирита.

Желтовато-серая, местами зеленовато-серая порода, наблюдаемая между Джамантауским и Кайдаульским пикетами, оказывалась под микроскопом содержавшей, подобно предыдущей, в большом количестве кварц, халцедон, хлорит, кристаллы и обломки кристаллов плагиоклаза, авгита, роговой обманки, магнезиальную слюду (в небольшом количестве). Кроме того, в породе встречались участки порфирита с выделениями плагиоклаза, местами также роговой обманки и с флуидальной структурой.

Кроме порфиритoвогo туфа в коллекции находились образчик породы, представлявшей, по-видимому, порфировый туф. Он выступал между Баян-Аулом и Сарватским пикетом (на 18 в.), на небольших пригорках и в равнине, залегая здесь непосредственно под почвой. Порода была темно-красного цвета и под микроскопом показывала ясно обломочный характер, заключая обломки плагиоклаза, кварца, мусковита.

Кварц белого цвета, сливной, образовывал небольшие выходы на холмах у Аркатских гор и выступал также на пологих возвышенностях между пикетом Аркалыкским и Улутузским. Кварцевый песчаник то крупнозернистый, то мелкозернистый, местами почти сливной, кварцитоподобный, светло-серого, желтоватого и буровато-желтого цветов, наблюдался между пикетами Джамантауским и Кайдаульским. Наконец, среди доставленных образцов было несколько таких, которые не могли быть определены точнее. Сюда относились породы, выступавшие на вершине холма у Джильтавского пикета, на холмах между Аркарлыком и Кумадыром (верст. в 100 к юго-востоку от Каркаралинска), в утес и на вершине покатых холмов у оз. Балхаша (горы Каратас).

Порода с холма у Джильтавского пикета представлялась сланцеватой, серовато-зеленого, местами фиолетово-серого цвета, содержала выделения эпидота и кварца. В препарате из куска серовато-зеленого цвета были видны в значительном количестве эпидот и хлорит. Первый образовался за счет плагиоклаза, являвшегося в порфировидных выделениях. Кроме того, здесь наблюдались зерна магнетита. Масса породы являлась очень мелкозернистой.

В препарате из породы, выступавшей между Аркалыком и Кумадыром, были видны кристаллы плагиоклаза, разбитые на части, кальцит в виде жилок в последнем, а также вместе с хлоритовым минералом всюду в слабо действующей на поляризованный свет массе породы. В ней замечались местами участки порфирита с голо-кристаллической основной массой флуидальной структуры.

Выступающая у оз. Балхаша, в горах Каратас порода представлялась серой или темно-серой, плотной и по микроскопическому исследованию состояла из очень мелкозернистой, слабо действующей на поляриз. свет массы, содержавшей партии кальцита и хлорита, жилки и скопления кварца, отчасти халцедона, обломки кристаллов плагиоклаза.