Присутствие мезозойских осадочных пород среди кристаллических массивов более древнего возраста указывало на их былое широкое распространение. Несомненно, что 100–120 млн. лет тому назад на месте нынешних приподнятых горных сооружений Гобийского Алтая господствовал слабо расчлененный рельеф с многочисленными озерами, реками и болотами. Их илисто-песчаные осадки в свое время скапливались в пониженных частях рельефа — в озерных котловинах и на аллювиальных равнинах. В настоящее время эти осадки сохранились лишь на склонах горных массивов и на две современных впадин. Они почти повсеместно сильно смяты, а на отдельных участках даже опрокинуты в результате более поздних интенсивных горообразовательных движений, которые нарушили горизонтальное залегание осадочных толщ и приподняли их на значительную высоту. Процесс воздымания этих рыхлых толщ сопровождался их смятием и разломами. Неоднократно повторяющиеся горообразовательные процессы в совокупности с водной эрозией и выветриванием привели к сильному сокращению площади распространения осадочных толщ.
Наша задача состояла в детальном исследовании этих древних осадочных толщ, выяснении условий их образования, установлении геологического возраста пород и сопоставлении их с гобийскими отложениями.
Поднимаясь по склонам и спускаясь во впадины, мы описывали осадочные породы, последовательное залегание пластов, собирали ископаемые организмы. В одних горизонтах встречались хорошие отпечатки папоротников и листья иных растений, в других — раковины моллюсков, скелетные остатки ракообразных, рыб и множество насекомых. Все эти представители растительного и животного мира не только свидетельствовали о былом характере водоемов и климата, но позволяли уточнять геологический возраст осадочных толщ, в которых были погребены. Встречаемость одинаковых или родственных форм в осадочных отложениях различных районов континента свидетельствует об одновозрастности этих толщ. Хорошо известно, что эволюция фауны и флоры шла по пути изменения состава организмов, в результате чего в толщах неодинакового возраста встречаются разные комплексы ископаемых организмов. Таким образом, находки органических остатков имели для нас существенное значение.
Уже первые наши исследования в зоне Гобийского Алтая позволили установить последовательные и закономерные изменения древних ландшафтов, смену животного и растительного мира, климата прошлого и ритмичность в процессе осадконакопления.
В нижне-среднеюрское (хамар-хубуринское) время на территории современного Гобийского Алтая были распространены мелководные заболоченные озера, окруженные хвойно-гинкговой тайгой, в которых накапливались растительные остатки, послужившие в дальнейшем материалом для углеобразования. Климат этого времени был гумидным, т. е. умеренно влажным и теплым, что способствовало развитию пышной растительности. В озерах обитали тонкостворчатые моллюски родов ферганоконха, псевдокардиния, сибиреконха и тутуелла, реже раковины остракод (ракушковых рачков) и конхострак (листоногих раков). В отложениях прибрежных участков собраны остатки различных насекомых.
В начале верхней юры началась интенсивная перестройка местности. Возникли новые горные сооружения и межгорные впадины. С приподнятых участков сносился грубый, слабоокатанный материал и скапливался в глубоких впадинах в виде мощных конгломератовых толщ, выделяемых геологами в шарилинскую свиту.
Климат верхнеюрского времени сильно изменился: после сравнительно влажного и умеренного климата средней юры наступил более сухой и жаркий аридный климат. Об этом свидетельствует красная окраска верхнеюрских конгломератов, лежащих в основании мощной осадочной толщи последующего мелового периода. Под влиянием эрозионной деятельности воды рельеф постепенно сглаживался, и, как результат этого, грубые осадки в конце верхнеюрского времени сменяются более тонкими озерно-аллювиальными отложениями. Вулканическая деятельность, столь характерная для верхнеюрского и начала нижнемелового времени, оставила свои следы в виде базальтовых лав и туфогенного материала.