На полевой сезон 1888 г. Геологический комитет поставил перед Ф. Н. Чернышевым две задачи: 1) исследовать геологическое строение района Кушвинской и Баранчинской дач Гороблагодатского казенного округа и части Тагильской дачи; 2) осмотреть все разрезы коренных обнажений, появившиеся в результате строительства Уфа-Златоустовской железной дороги. Кроме того, .Ф. Н. Чернышев по собственной инициативе предпринял изучение геологии горы Благодать, опираясь на новые разведочные работы на месторождении.
При решении первой задачи Ф. Н. Чернышев составил геологическую карту в 5-верстном масштабе района работ и дал описание геологического строения этого участка: «Главнейшими породами служат многочисленные видоизменения сиенитов и гранитов, разнообразные представители группы габбро, диаллагоновые перидотиты, змеевики, порфиры и порфириты, а также соответствующие им брекчии, кристаллические сланцы и известняки и мраморы нижнедевонского возраста» >[13].
Предпринятое в этом году Ф. Н. Чернышевым изучение Гороблагодатского железорудного месторождения, разрабатывавшегося уже более ста лет, но совершенно недостаточно исследованного геологически, было весьма актуально. Геологическая разведка месторождения, проведенная под руководством горного инженера И. Ф. Горват-Божичко, дала много материалов по тектонике рудного поля и для составления оригинальной геологической карты, которая и была приложена Ф. Н. Чернышевым к предварительному отчету. Выводы сделаны на основе изучения горы Благодать и сводятся к следующему. Рудные месторождения горы приурочены к различным ортоклазовым порфирам с отчетливо выраженной пластовой отдельностью, приподнятым в виде антиклинальной складки. Складкообразование осложнено сбросами по меридиональным трещинам. Было установлено, что образование'магнитного железняка связано с системой трещин, расчленивших месторождение, более древних, чем широтные сдвиги и сбросы. «Вследствие этого мы видим руды, заключенные в виде обломков в брекчиях, заполняющих трещины, а также наблюдаем шлифованные сбросом зеркальные поверхности магнитного железняка» >[14]. Детальный анализ структуры месторождения позволил Ф. Н. Чернышеву сделать ряд прогнозов, которые частично были подтверждены при дальнейших разведочных работах.
В 1888 г. была предпринята Ф. Н. Чернышевым поездка вдоль Уфа-Златоустовской железной дороги с целью осмотра новых обнажений для проверки уже изданного 139-го листа Общей геологической карты России. Осмотр обнажений показал, что карта достаточно достоверна и кондиционна. Несмотря на это, Ф. Н. Чернышев с подлинной научной добросовестностью отмечает редкие факты несовпадения карты с новыми геологическими наблюдениями..
Подводя итоги многолетних исследований Ф. Н. Чернышева на Южном Урале, кроме его большого вклада в геологическое картирование региона, нужно отметить следующие наиболее важные научные его достижения. Прежде всего большое значение имели его монографические описания девонской фауны, впервые предпринятые в отечественной литературе. Как отмечал А. Н. Карпинский, «работы Чернышева по девону нашли справедливую оценку за границей, и результаты их вошли в лучшие иностранные учебники и специальные сочинения. Палеонтологические монографии Чернышева о девонской фауне являются вечным вкладом в мировую научную литературу, и ни один геолог, работающий в областях девонских отложений, не может обойти эти монографии, принадлежащие к одним из основных первоисточников» >[15]. Большой вклад был сделан Ф. Н. Чернышевым в разработку стратиграфии верхнепалеозойских отложений Урала и других районов, которые исследовались в палеонтологическом отношении им и в последующие годы.
В области тектоники, как отмечал впоследствии академик А. П. Павлов, «он показал, что в строении Уральского кряжа обнаруживается влияние боковых давлений по двум разным направлениям, давлений, создавших две системы дислокаций — широтную и северо-восточную, из которых последняя является господствующей и проявлялась во всю палеозойскую эру и даже захватила мезозойскую» >[16]. Ф. Н. Чернышев привел в соответствие с этой точкой зрения многие геоморфологические и географические особенности изучавшейся им территории.