Казахский султан Букей предложил Бурнашеву и Поспелову сопровождать их до самого Ташкента, для чего согласился ожидать попутчиков на реке Нуре. Путешественники вышли из Семипалатинска, достигли форпоста Семиярского и двинулись в сторону Каркаралинских гор. В пути русские геологи находили агаты и сердолики, исследовали почвы степи. Так они дошли до Нуры, где их с нетерпением ожидал Букей.
Любознательные горные мастера выполняли также труд, не входивший в их прямые обязанности. Они описали хлебопашество казахов на Нуре, охоту с беркутом, обратили внимание на предметы из железа и меди, бывшие в употреблении у казахов, обследовали курганы возле Нуры и собрали некоторые археологические предметы. На пути к Бетпак-Дале были открыты горы, сложенные из красной и зеленой яшмы.
«…В общей положении сей степи, относительно ее удобности к обитанию, надлежит исключить ту часть, которая следует к полудню, за пространством гор. Она называется Битпаком и покрыта более терновником и отчасти полынною травой; по причине ж неимения воды не населяется», — так исследователи описывали Бетпак-Далу. Однако они оговаривали, что вода в пустыне есть всюду, на глубине не более двух саженей.
