В 1741 г. он дополнил свой дневник краткими географическими сведениями о Казахских степях, их растительном и животном мире, о минеральных богатствах, описанием обитателей степей — казахов, их жилищ, занятий, обрядов, семейных взаимоотношений и т. д.’ — и кратким сообщением о хане Абулхаире и его положении в орде. Свой дневник Кассель иллюстрировал рисунками, изображавшими отдельные эпизоды из его пребывания в орде и его путешествия. Кроме того, он дал изображение городов Самары и Оренбурга и портреты хана Абулхаира и его сына Эрали. Кассель посвятил свой труд младенцу-императору Иоанну Антоновичу, вскоре свергнутому с престола и заключенному в Шлиссельбургскую крепость. По всей вероятности, этот факт был причиной того, что дневник Касселя увидел свет только через 43 года. Он был напечатан под заглавием «Journal von der Ао. 1736 aus Orenburg zu dem Abul Geier Chan der Kirgis-Cay-sack Tartarischen Horda aus freyem Willen und bios zu dem Beszten des russischen Reiches unternommenen hochst nothigen und zwar gefahrlichen doch gliicklich vollbrachten Reise dargestellet durch John Castle einem Englander und gewesenen Kunstmahler bey der Orenburgischen Expedition» («Дневник о добровольно и исключительно ради пользы Русского государства предпринятом в высшей степени необходимом и хотя опасном, но счастливо совершенном путешествии в 1736 году из Оренбурга к Абулхаиру, хану Киргиз-кайсацкой татарской орды. Составлен англичанином Джоном Каслом, бывший живописцем Оренбургской экспедиции»).
Деятельность Оренбургской экспедиции, продолжавшаяся, включая и ее организационный период, всего три года, протекала в исключительно сложных и малоподходящих для научно-исследовательской работы условиях. Тем не менее участниками экспедиции во главе с И. К. Кириловым была проделана очень полезная работа, результаты которой нашли свое практическое и научное применение. На основе разведок полезных ископаемых, произведенных в экспедиции, были построены рудники и заводы и, таким образом, было заложено начало развития металлургической промышленности и разработки минеральных богатств Башкирии. Ботанические исследования Гейнцельмана впервые познакомили ученых с произрастающими на Южном Урале растениями. Составленные на основе инструментальных съемок географические карты Башкирии и примыкающих к ней районов были использованы Академией наук при составлении Атласа Российской империи 1745 г. Своими трудами участники Оренбургской экспедиции положили начало научному изучению Южного Урала, успешно продолженному последующими поколениями ученых и исследователей.
Беспокойная походная жизнь и напряженная работа подорвали силы И. К. Кирилова. В мае 1736 г. он заболел. Не обращая внимания на болезнь, он продолжал свою работу в экспедиции. В начале 1737 г. в здоровье его произошло резкое ухудшение. Чувствуя, что с каждым днем силы его слабеют, и тревожась за судьбу порученного ему дела, Кирилов 31 января 1737 г. передал в ведение своих помощников подполковника П. С. Бахметева и секунд-майора Останкова хозяйственные дела по заготовке провианта, по заселению Оренбурга и вновь построенных крепостей, по строительству флотилии на Аральском море и приказал им особенно «старатца об умножении добычи руд» и вести переписку по вопросу о пуске в ход «зачатых новых заводов при Табынске и при Ик-реке». Однако сам он не устранился целиком от дел экспедиции. «Дела поважнее или к их решению сумнительные дела», говорилось в распоряжении, должны решаться и подписываться «с общего согласия» с ним, Кириловым. Кроме того, исключительно в его ведении оставались все дела, касавшиеся башкирского восстания и связанная с ними большая переписка.
До последних дней своей жизни И. К. Кирилов не оставлял заботы об установлении торговых связей с Индией и незадолго до своей смерти сделал попытку направить туда в качестве посланника вместе с индийским купцом Маквари живописца Касселя. 23 марта, призвав к себе Касселя, он настойчиво уговаривал его предпринять это путешествие. Однако Кассель ехать в Индию категорически отказался. Вскоре после этого Кирилов окончательно слег и в ночь с 14 на 15 апреля 1737 г. скончался.
После смерти Кирилова указом 10 мая 1737 г. начальником Оренбургской экспедиции, которая стала называться Оренбургской-комиссией, был назначен Василий Никитич Татищев. Ему было предложено продолжить все начатые Кириловым мероприятия, чтобы «как в башкирских и оренбургских делах и во всяких тамошних строениях и в поселениях и в умножении рудокопных дел, как и во всем прочем, что в тамошних делах ему, Кирилову, поручено было, никакого упущения не происходило, но все оное с наилучшею пользою произведено и поправлено было» [54, стр. 278]. Через несколько дней после этого указом от 23 мая 1737 г. в ведение Татищева были переданы геодезисты и топографо-картографические работы, проводившиеся Кириловым в Оренбургской экспедиции [33, стр. 713].
Еще при жизни Кирилова В. Н. Татищев проявлял свое неприязненное отношение к нему и к его деятельности. По-видимому, он был недоволен назначением Кирилова начальником Оренбургской экспедиции, тем более, что последовавшие за назначением Кирилова указы предписывали ему, Татищеву, как начальнику всех Екатерининских и Сибирских заводов сноситься с Кириловым по всем делам, касавшимся башкирских владений, и по его требованию снабжать Оренбургскую экспедицию орудиями, артиллерийскими припасами, железом и сталью, а также специалистами горного дела, «горными офицерами и мастеровыми» [21, т. 1, стр. 115—116]. Все это ставило Татищева если и не в подчиненное, то во всяком случае в зависимое от Кирилова положение и вызывало с его стороны реакцию в виде стремления противодействовать осуществлению ряда мероприятий, проводимых Кириловым.
