Рычков приглашал специалистов осмотреть Уральские горы, Башкирию, «наполненную всяких таинств», а именно — медью, нефтью, каменным углем, газом. Он осуждал рудоискателей, действующих по наитию, по сомнительным приметам, считающих, например, что на рудных местах трава не растет. «Но и таких мест много, — замечал Рычков, — где и травы нет и руды нет». Оспаривал он и тех рудознатцев, что залежи руды советовали определять по камням на берегах рек, хотя действию текучих вод придавал серьезное значение. Под действием наземных и подземных вод происходят многие удивительные превращения. «Особливого примечания достойно то, — пишет он, — что в Уральских горах с обеих сторон и в отдалении от них верст на 20 все руды положение свое имеют понурое, склоняясь к горам, из чего есть физическая причина мнить, не бывали ль сии гористые места когда-нибудь плоского и ровного положения и не пришли ль они в нынешнее состояние по случаю землетрясения, которое бывшую ту плоскую поверхность в середине вспучило и подняло кверху, чего вероятность видимое ныне с обоих сторон положение руд подтверждает».
Это был смелый по тем временам взгляд на природу, поскольку земной ландшафт считали вечным, существовавшим с начала жизни на Земле абсолютно неизменным, раз и навсегда сотворенным Богом. В статье «О медных рудах и минералах» Рычков развил материалистическую идею Ломоносова о том, что мир природы находится в постоянном движении, что дно морское может стать возвышенной горою, а кратер вулкана — дном озера.
Ломоносов с одобрением отозвался об этой крупной работе Рычкова, однако письмо не сохранилось, но содержание известно: Рычков пересказал его в письме к Миллеру. Да и сам Миллер писал ему о добром отзыве Ломоносова, слышанном лично из его уст.
Рычкова не случайно влекли южные отроги Уральских гор, увалы, ущелья и степные речки близ Орской крепости. Именно здесь он чаще всего находил выразительные признаки залегания в земных недрах «великих богатств» и пророчески писал о ближайшем будущем, когда их начнут добывать и использовать. Его разведочные работы могли идти успешнее, имей он специальные инструменты и приборы, которыми вооружены сегодняшние геологи. Но даже располагая примитивной оснасткой, свой поиск Рычков вел все же в точном направлении. Спустя десятилетия именно в этих местах геологи обнаружили крупнейшие залежи медной руды, железа, никеля, нефти и газа. Именно близ Орска сооружены и действуют ныне комбинат Южуралникель, Орско-Халиловский металлургический и Гайский горно-обогатительный комбинаты…
Вслушиваясь в рассказы башкирских старожилов, Рычков старался лично перепроверить услышанное. Как-то до него донесся слух о Каповой пещере, находящейся возле реки Белой. И вот однажды морозным январским днем 1760 года Петр Иванович решил осмотреть ее, невзирая на то, что к ней по реке Белой и нигде окрест никакой дороги тогда не было. «Склонив тутошних башкирцев ласкою и угощением, чтоб верховою своею ездою по глубокому снегу путь мне сделали», Рычков отправился в этот нелегкий путь. Сопровождали его также несколько солдат и заводских служителей. Короток зимний день, маленький отряд торопился. Наконец в тридцати саженях от берега реки Белой перед ними предстал величественный грот, окруженный со всех сторон высокими горами и утесами, в пологих местах покрытыми сосновым лесом. Вход в пещеру напоминал высокие ворота и был настолько просторен, что позволял продвигаться, не слезая с коней. Навстречу путникам по известковым камням струилась мелкая и узкая речка. Чем дальше отряд углублялся в пещеру, тем речка становилась шире, а свод выше. В одном месте он достиг 18 сажен высоты. Каменный коридор подразделялся как бы на отсеки, большие камеры. Описывая одно из таких подземных помещений, Рычков замечает, «что можно почесть его за такое место, в котором для нужной обороны не одна тысяча вооруженных людей способно стоять может».
Со сводов капала вода, свисали кое-где огромные, толщиною с бревно, прозрачные сосульки. Чем дальше от входа, тем теплее и темнее становилось в пещере. Рычков и его спутники скинули с плеч шубы, слезли с коней, так как путь преградили завалы камней. Зажгли факелы. В одной кругловатой пещере они увидели сухую человеческую голову и много летучих мышей, которые сидели на стенах, «но большее число, как бы прицепившись, висели». Проходы все сужались, и наконец путники подошли к пролазу, одолеть его можно было только ползком. Пролаз вывел к маленькой, тесной камере, своды ее были «облиты каменным соком», всюду капала вода.
