Сары-суйский район имеет вид полосы шириною от 40 до 100 в., вытянутой с северо-востока на юго-запад, вдоль р. Сарысу. На востоке район граничит с Каркаралинским уездом Семипалатинской области, на севере — с районами Нуринским, Кулан-Утмесским и Кенгирским, на юге Сары-суйский район сливается с Южным Горным и Коктасским районами, наконец, на юго-западе район примыкает к Голодной Степи. Общая площадь района около 30.000 кв. верст. В районе исследованы следующие реки. Река Сары-су Река Сары-су образуется слиянием двух рек — Джаман-сары-су и Джаксы-сары-су; она течет с востока на запад и юго-запад через весь Акмолинский уезд, переходит в Атбасарский уезд и теряется в песках у оз. Тили и Ащилы-куль, не доходя 60 верст до р. Чу. Общее протяжение реки более 700 верст. Сары-су — самая большая река на юге Акмолинской области. По всей вероятности, прежде она была более многоводна и вместе с р. Чу, притоком которой она была, принадлежала к бассейну р. Сыр-Дарьи. Теперь она значительно беднее водой, но все же значение р. Сары-су для кочующих близ нее сотен тысяч киргиз и в настоящее время — громадно. В верховьях главной рекой считается р. Джаман-сары-су к описанию ее мы и перейдем. Река Джаман-сары — су берет начало в пределах Каркаралинс-кого уезда Семипалатинской области с юго-западных отрогов гор Бишчеку. При переходе в Акмолинский уезд р. Джаман-сары-су имеет вид неглубокого узкого ручья с соленой водой, протекающего по песчаному руслу. В берегах обнажаются речные пески и песчаные глины. Версты на три ниже границы Акмолинского уезда река исчезает в песках. Совершенно сухое песчаное русло реки местами занято отдельными участками, поросшими камышом. Джаман-сары-су безводна на протяжении 5 — 6 верст. Ниже по руслу снова появляется вода, но уже в виде отдельных, иногда только соединяющихся между собой небольшими протоками плесов различной величины. Качество воды в плесах весьма разнообразно, встречаются плесы с солоноватой, соленой и даже горько-соленой водой. Справа к речной долине близко (на 100-125 с.) подходят южные отроги гор Якши-таглы и горы Яман-таглы, сложенные здесь плагиоклазовыми порфирами. Под микроскопом видно, что основная масса этой породы фельзитовидна с примесью буроватых кристаллитов, сложена кварцем и полевым шпатом; масса содержит много микролитов и буроватой слюды. Крупные выделения образованы двойниками фельдшпата олигоклазового типа, довольно свежими; кое-где виден кварц, оплавленный и разъеденный. Горы тянутся с юго-востока на северо-восток. По южному склону гор наблюдаются выходы пресной грунтовой воды в виде ключей. По левую сторону реки расстилается степная равнина, покрытая вдоль реки огромными зарослями чия, среди которого располагаются частые солонцы с выцветами солей. Южнее до гор Бир-назар тянется хорошая ковыльная степь. С обеих сторон в р. Джаман-сары-су впадает несколько безводных логов, питающих реку только в весеннее время. Такой характер река удерживает верст на 30. Далее по правому берегу речной долины тянутся горы Джиланды, сложенные теми же порфиритами. Общее направление гор с юго-запада на северо-восток, Сопки прикрыты слабым растительным покровом. По долинам, между гор, у подножия сопок видны иногда выходы грунтовых вод. Вблизи этих выходов — небольшие площадки с луговой растительностью. На остальных же площадях долин растет кипец и часто кокпек. Против гор Джиланды по руслу реки большой плес (длиною около 250 саж., шириною 15 с, при глубине около 4 арш.) с солоноватой водой. По левому берегу реки, в 3—3,3 в. от берега речной долины, тянутся невысокие сопки — северные отроги гор Ортау. Сопки сложены кварцевыми кератофир-туфами. Порода так сильно изменена целыми системами перекрещивающихся параллельных групп кварцевых жил, что совершенно утратила свой первоначальный характер. Остатки породы представлены отдельными зернами кварца (контурный), ортоклаза (мутный и тоже идиоморфный) и разложенными участками, вероятно, бывшей основной массы. Местами в этих последних видна довольно ясно структура кератофира, хотя она сильно замаскирован окисью железа. Кварц и ортоклаз охватываются кварцевыми жилами или разломаны и спаяны ими. Порода эта часто пересекается в различных направлениях с прожилками кварца. У подошвы сопок с северной стороны выходят два ключа с пресной водой; вокруг них имеются небольшие сенокосы. У сопок, с западной стороны, проходит длинный сухой лог с песчанистым овражным руслом, В устье его имеется небольшой (несколько квадратных сажен) плесик с пресной водой. Версты на 3 — 4 ниже указанных сопок левобережная равнина изрезана арыками и запахивается киргизами. Вода выведена из ключей, стекающих с северных отрогов гор Ортау. Правобережье, между рекою и горами Кенеш-Кенелы прорезано безымянными притоком реки Джаман-сары-су; в средней его части имеется длинный (около 100 саж. длиною, 15 саж. шириною, при глубине в 2 арш.) плес с совершенно соленой водой. Ниже наблюдаются еще 4—5 меньших, также соленых, плесов, а затем сухая ложбина, усеянная щебнем горных пород, слагающих сопки Кенеш-Кенелы, с возвышенным, задернованным правым берегом, и с низким, отлогим левым. В междуречье до г. Кенеш-Кенелы развиты пухлые трещиноватые, глинистые почвы; очень часты выцветы солей; растительности, кроме кокпека, почти нет никакой. По левой стороне реки тянется ровная, сильно засоленная степь, покрытая огромными зарослями чия и иногда кокпека. Эта равнина тянется до оз. Коктун-куль. Озеро Коктун-куль имеет площадь около 20 кв. вер. (4×5 в.), но котловина его гораздо больше. Северо-западные высоты близко подходят к озеру, образуя в берегах мощные выходы аркозовых песчаников; с других сторон сопки отступают верст на 8, и это пространство занято солончаковой низиной, часто довольно топкой. Там, где местность несколько повышается, появляются обширные сухие сенокосные площади, преимущественно с северной и северо-восточной стороны озера. Простирание песчаников N0 60°, падение очень крутое; местами песчаники содержат плохо сохранившиеся отпечатки растений. Глубина озера не превышает 4 арш., причем понижение дна от берегов к середине идет чрезвычайно полого. Грунт вначале твердый илистый, к середине делается топким. Вода слегка солоноватая, сильно мутная от взвешенных частиц мельчайшего ила. От озера постепенно отделяются с северной и южной стороны небольшие участки воды, здесь вода делается уже совершенно соленой, не пригодной даже для водопоя скота. Оз Коктун-куль соединяется с р. Джаман-сары-су болотистым плесовым протоком с соленой водой. Ниже устья упомянутого выше притока, впадающего с правой стороны, р. Джаман-сары-су правым своим берегом близко подходит к горам Кенеш-Кенелы. Горы тянутся с запада на восток и сложены в восточной части фельофирами и кварцевыми порфирами, а в западной части — кристаллическими известняками, кварцевыми сланцами и кварцитами. Порфиры гор Кенеш-Кенелы вполне подобны тем, которые входят в состав Нельдинских гор, а эти последние будут описаны ниже. По левой стороне реки в 2—3 верстах от берегов речной долины тянутся восточные отроги гор Джаман-кенелы. Горы сложены кислыми плагиоклазовыми порфирами. Под микроскопом видно, что тонкозернистая основная масса этой породы состоит из микролитов кислого плагиоклаза (двойнички со слабым угасанием) и гораздо более редкого аллотриоморфного кварца видна примесь бесцветной вторичной слюды. Крупные выделения очень редки и представлены всего несколькими зернами кислого плагиоклаза (двойники). Обогнув с западной стороны горы Кенеш-Кенелы, р. Джаман-сары-су круто поворачивает на запад и течет в низких берегах, частью задернованных, частью обнажающих светлые пески и песчаные глины. Равнинная правобережная степь между реками Джаман-сары-су и Джаксы-сары-су покрыта ковылем и отчасти чием. Она во многих местах прорезывается небольшими ложбинами, по которым имеются хорошие киргизские сенокосы. В ложбинах накопаны киргизские «кудуки-колодцы с водой, более пресной, чем в р. Джаман-сары-су. В колодцах под растительным слоем обнажается белая песчаная глина, которая и является первым водоносным горизонтом. Плесы реки у берегов заросли камышом и отчасти талом. В берегах под слоем песков и песчаных глин появляются обнажения песчаников, которые по своему habitus’у должны быть отнесены к третичным. Ниже по реке обнажения песчаников появляются и по руслу реки. Песчаники сильно разрушены действием как поверхностных, так и подземных вод. Между отдельными плесами реки можно заметить энергичное просачивание воды по слоям песчаника, занимающего перемычки между плесами. Поверхностных протоков между плесами почти не наблюдается. Береговая степь покрыта хорошей растительностью; здесь имеется много киргизских зимовок. Далее, в низких берегах реки под растительным слоем обнажаются белые с выцветами солей глины; в высоких берегах под глинами видны выходы третичного песчаника. Русло реки занято плесами, соединяющимися между собой небольшими протоками. Глубина плесов до 3 арш. Соленые и солоноватые плесы чередуются между собой. Перед впадением реки Джаксы-сары-су Джаман-сары-су разделяется на два рукава. В берегах левого рукава обнажаются белые глины с прослойками гипса; по руслу правого рукава, а также и в берегах, видны выходы сильно размытых песчаников. Течение воды между плесами происходит как по поверхности песчаников, так и непосредственно через них. Абсолютная высота места слияния рек 215 саж.
После впадения р. Джаксы-сары-су река называется просто Сары-су; она утрачивает плесовый характер и принимает вид настоящей проточной реки. Площадь живого сечения струи колеблется от 8]/2 До 30 кв. арш.; скорость течения около 10 саж. в минуту. В берегах реки видно следующее напластование пород;
1) растительный песчаный слой 0 — 3/4 арш.
2) песчаная белая глина с выцветами солей ¾ — 23/4 арш.
3) плотная беловатая глина 23/4 — 33/4 арш.
4) рыхлый крупнозернистый песчаник З3/,-41/2 арш.
5) плотный песчаник 41/2-51/2 арш.
6) серый крупнозернистый песок.
Всю эту толщу подстилает синеватая или белая глина. В левом берегу реки в толще беловатой глины наблюдаются один и два песчаных пропластка, мощностью от 1 вершка до 1/4 арш. Для определения глубины залегания водоносного горизонта в долине р. Сары-су, между руслом и сопками Караул-тюбе, были заданы две небольшие буровые скважины, одна в 150 саж. от русла реки, вторая в 300 саж. При бурении были пройдены: 1) песок, слабо пропитанный гумусом 0-0,4 арш.
2) плотная беловатая глина 1/4—23/4 арш.
3) крупнозернистый водоносный песок 23/4-4 арш.
4) плотная синеватая глина. Вода в скважинах солоноватая.
Ниже река имеет тот же характер. В берегах русла обнажается под песчаным растительным слоем беловатая глина, местами заменяемая песками. Береговая ровная степь покрыта чием, который вглубь степи сменяется кипцом и ковылем. По берегам много старых киргизских арыков. По левому берегу реки — киргизские зимовки. Такой характер река удерживает до впадения с правой стороны в нее р. Джанома-кара-су. Степь между р. Джанома и р. Сары-су с тонким почвенным слоем покрыта бедной растительностью и щебнем. Ближе к устью Джаномы степь покрыта солонцами. Левобережная степь также покрыта солонцами и щебнем; растительность очень жалкая. Ниже на левом берегу р. Сары-су возвышается сопка Биез, сложенная из глинистых сланцев и кварцитов. Простирание сланцев N0-37, падение на S под углом 75°. Степь между сопкой и рекой с более мощным почвенным слоем, а потому и растительность здесь богаче. Против сопки Биез русло реки покрыто плесами, соединяющимися протоками. По берегам плесы заросли камышом. По речной долине, изрытой логами и «старицами», имеются хорошие киргизские сенокосы. По берегам много киргизских зимовок. Первая грунтовая вода в прилегающей к реке степи залегает очень неглубоко — почти всюду на глубине 2 — 3 арш. можно встретить крупнозернистый водоносный песок; вода почти пресная. Ниже на правом берегу находится сопка Сангыз, сложенная из тех же пород, что и сопка Биез. Между сопкой Сангыз и рекою залегают глубокие солонцы, покрытые чием. Плесы реки с берегов густо заросли камышом. За сопкой Сангыз, вниз по реке, по правому берегу тянутся сопки Тохту, сложенные кварцитами. Еще ниже начинаются восточные отроги гор Мангадыр. Степь между горами Мангадыр и Тохту поросла высоким (выше головы лошади) чием. Река здесь имеет большие и глубокие плесы. Против восточной части гор Мангадыр имеется плес длиною 400 саж., шириною 15 саж., при глубине до 5-6 арш. Температура воды на глубине 4-х аршин — 15°, на поверхности 17°, при температуре воздуха в 26°.