Вторая Колымская экспедиция 1930 года дала внушительные результаты, подтвердив прогнозы Билибина. Теперь ни у кого не осталось сомнений в перспективности этого края. Он определил, что главная золотоносная зона в этом регионе тянется более чем на тысячу километров.

Это было не только открытие крупнейшего золотоносного района. Подтвердились некоторые важные закономерности образования месторождений полезных ископаемых, которые предполагал Ю.А. Билибин. Его производственный отчёт о проведённых изысканиях (необходимое завершение полевых работ) стал одновременно и ценным научным трудом.

Как отметил геолог и писатель Е.К. Устиев, «написанный великолепным языком, блещущий ясностью мысли, глубиной выводов и смелостью теоретических обобщений, отчёт Юрия Александровича Билибина положил начало геологической литературе о Золотой Колыме и послужил основанием для правительственного решения о финансировании дальнейших поисковых и разведочных работ».

У Билибина начались проблемы со здоровьем. Не имея возможности участвовать в полевых работах, он полностью перешёл к научным трудам, защитил докторскую диссертацию, а в 1946 году был избран членом-корреспондентом АН СССР. Тогда же он был награжден Сталинской премией.

В 1955 году вышла скромная по оформлению, небольшая по объёму, но крупная по содержанию его книга «Металлогенические провинции и металлогенические эпохи». Прежде у него были конкретные задачи – на практике и в теории – поиски золота в россыпях и в коренном залегании. Теперь он посягнул на широкие обобщения, и не только по отношению к драгоценному металлу, но и ко многим другим, которые требовались для народного хозяйства.

Проблему происхождения металлов в геологии называют металлогенией. Она тесно связана с геохимией, но имеет более конкретные цели и задачи, прежде всего с геологической разведкой.

Месторождения металлов не разбросаны по всему шару, а распределены крайне неравномерно. (Важная теоретическая проблема: нарушение симметрии в строении Земли; о ней мы поговорим отдельно.) Это учитывает региональная геохимия, определяя металлогенические провинции.

Однако из-за дробления наук, разные аспекты формирования месторождений металлов рассматривались порознь. Даже существуют раздельно две отрасли металлогении: экзогенная, изучающая месторождения, возникшие у земной поверхности, и эндогенная, ориентирована на глубокие недра Земли. Билибин не согласился с таким обособлением научных знаний:

«Процессы минерализации, ведущие к возникновению минеральных и, в частности, рудных месторождений, представляют одну из сторон единого сложного геологического развития земной коры. В своём историческом развитии они теснейшим образом взаимосвязаны с другими сторонами того же процесса, т. е. осадконакоплением, тектоническими движениями (развитием структур), магматической деятельностью и метаморфизмом».

Он переходил на глобальный уровень: «Сиалическая оболочка земной коры, расположенная между базальтовой оболочкой, с одной стороны, атмосферой и гидросферой, с другой стороны, развивается в тесном взаимодействии с ними». Помимо общих соображений, Билибин детально рассмотрел отдельные минеральные комплексы и показал распределение во времени наиболее ценных для промышленности месторождений редких и драгоценных металлов.

В 1967 году в честь 50‐летия Академии наук СССР была издана книга «Развитие наук о Земле в СССР». В ней сказано: «Теоретические основы металлогении как отрасли геологии, трактующей региональные закономерности рудоносности, заложил Ю.А. Билибин. Он показал, как в процессе преобразования мобильных геосинклиналей в относительно стабильные складчатые пояса закономерно возникают строго определённые формации магматических пород, с которыми не менее закономерно ассоциируются группы рудных месторождений, приводящие к их упорядоченному положению в структурах грандиозных складчатых цепей Дальнего Востока, Сибири, Урала, Средней Азии и Кавказа».

Исследование Билибина «позволяет отвечать на два вопроса: 1) какие полезные ископаемые могут быть обнаружены в той или иной части территории нашей страны в связи с особенностями её геологического строения и развития; 2) в каких районах необходимо производить геологические поиски различных групп полезных ископаемых».

Юрий Александрович Билибин (1901–1952) успешно совмещал практику геологической разведки с научными исследованиями. В этом он был похож на А.Е. Ферсмана. Впрочем, эта черта была присуща многим советским геологам тех лет.