На обратном пути подошли к озеру Улусту-Нор. Певцов отметил его на своей карте и писал, что в озеро впадает большой ручей Улусту-Булак. Ручья уже не нашли, он пересох, и лишь маленький источник журчал на его месте. Не было и озера, только впадина тянулась на несколько километров. С путешествия Певцова прошло девятнадцать лет.
Заросли сухого камыша покрывали бывшие заливы, и Владимир Афанасьевич не мог отказать себе в удовольствии поджечь камыш. Огонь быстро побежал по сухим стеблям, и Обручев, отъехав немного в сторону, сфотографировал горящий камыш.
— Папа это любит, — сказал Сергей на удивленный возглас Гайсы.—Он ведь всегда в походе жжет валежник, без костра вечером приходит в плохое настроение...
По маршруту Певцова прошли западную часть пустынных, «печальных», как называл их Обручев, гор Кара-Арата. Унылая черная пустыня, кое-где серые такыры, щебень, никакой растительности.
Пустыня Сырхын-Гоби отделяет Кара-Арат от хребта Семистай. Это бель, то есть пьедестал Семи- стая, образованный из пролювия, вынесенного потоками. Пустынный подъем порадовал путешественников раскраской пород — то бурой, то красноватой, то белой, то желтой и, наконец, черной от пустынного загара.
Близ горы Сейнык оказалось много выходов юрских пород. Пласты песчаников и сланцев были опрокинуты — более древние лежали поверх молодых. Здесь в обрывах с разноцветными полосами можно было видеть разрез юрской свиты, а так как одни пласты были твердыми, а другие мягкими и скорее подвергались разрушению, здесь образовалось много интересных фигур выветривания вроде грибов, столов, черепах.
Теперь Обручев окончательно уяснил себе характер Джунгарского горообразования.
Участки древней палеозойской складчатости перемежались с долинами, занятыми когда-то мезозойскими озерами. Юрские отложения, лежавшие на дне этих озер, под действием сил сжатия в пустыне Сырхын-Гоби были прорваны в послеюрское время длинным и узким клином палеозойского основания. Юрские отложения вертикально встали вдоль палеозойского клина по обе стороны хребта Хара-Сырхэ. Но к западу клин горы Сейнык не прорвал всю юрскую толщу, а приподнял ее и образовал «ящичную», или сундучную, складку, иными словами, гору в виде ящика или сундука.
Уходили с Сейныка через западную часть горы. Прошли мимо огромной каменной глыбы «Голова великана», спустились по руслу реки Дям и снова видели скалу Кызыл-Гэгэн-Тас, о которой Гайса еще в первое путешествие рассказывал, что какой-то молодой гэгэн так усердно служил Будде, что, наконец, решил броситься вниз с этой скалы, уверенный, что божество за праведную жизнь спасет его и не даст разбиться. При огромном стечении народа он спрыгнул, распахнув, словно крылья, широкие рукава красного халата, и, конечно, погиб. По другой версии, молодого гэгэна сбросили вниз ламы, которым он не хотел подчиняться. Как бы то ни было, скала получила название «Кызыл-Гэгэн-Тас» — «Камень красного гэгэна».
Еще раз побывали на хребте Барлык и на южном склоне цепи Каранын-Тау. Здесь Обручев увидел большие скопления лёсса и понял, что песчаная пыль приносится ветром с берегов озер Ала-Куль и Сассык-Куль.
Хребет пересекли по перевалу Чолак и собрали там много девонских окаменелостей. Путешествие окончилось осмотром горы Тюльклю, стоящей отдельно от Барлыка.
Три года странствий по Джунгарии привели Владимира Афанасьевича к выводу, что ни один из хребтов этой страны не относится к системе Алтая. И Тарбагатай и Манрак-Саур принадлежат к складчатым киргизским горам. А Барлык и Майли-Джаур, несомненно, продолжают цепи Джунгарского Алатау — северной части Тянь-Шаня. Никакого «горного узла», показанного на картах, в действительности нет. Горы Джунгарии в палеозое были складчатыми, но в начале мезозоя подверглись денудации, то есть были размыты, а продукты их выветривания унесены водой. Они превратились в волнистую равнину, а когда вновь началось горообразование, равнина пересеклась разломами и превратилась в горы с горстами и грабенами. В грабенах образовались озера, отложения которых относятся к юрскому периоду. При более молодых движениях земной коры горсты поднялись выше, озера в грабенах исчезли, и юрские отложения собрались в складки, кое-где превратившись в ящичные горы.
Оледенения происходили в Пограничной Джунгарии в начале четвертичного периода. Первое было очень сильным, и с гор тогда спускались мощные ледники. Второе оледенение оказалось слабее, при нем ледники покрывали только верхние части гор. Климат, влажный после оледенения, постепенно становился все суше.