Археологические исследования

Первые археологические исследования рыхлых отложений пещеры были предприняты О.Н. Бадером, совместно с уральскими геологами В.А. Лидером и Г.А. Цибулькиным. В частности, исследователями было заложено 2 раскопа в зале Знаков. В одном из них, доведенном до глубины 1,85 м, были встречены следы угля и сажи, осколки костей, кусок древесной коры и лопатка неизвестно животного, окрашенная в темный цвет. Во втором раскопе были встречены следы двух кострищ. 
Работы О.Н. Бадера в 1982 году были продолжены археологом В.Е. Щелинским. Именно ему впервые удалось обнаружить в пещере хорошо выраженный культурный слой эпохи верхнего палеолита, датированный временем около 14 тысяч лет назад. В культурном слое, вскрытом на площади 68 м2 в зале Знаков, зафиксировано крупное пятно обожженного суглинка диаметром около 1 м, приуроченное к естественной западине древней поверхности пола, свидетельствующее о существовании на стоянке крупного открытого очага. Культурные остатки располагались как у этого очага, так и в отдалении от него. Среди них следует отметить каменные орудия, кусочки охры, украшения, глиняную жировую лампу, камень с фрагментом рисунка, кости животных ледникового периода. В целом, культурных остатков сравнительно немного, но они весьма показательны.
Среди костных находок, довольно малочисленных, И.Е. Кузьминой и Н.И. Абрамсон выделены: обломок бивня мамонта, кости пещерного медведя, лисицы, песца, зайца-беляка, сурка, пищухи, тушканчика, копытного лемминга и других животных. Присутствие песца и копытного лемминга особенно интересно, так как указывает на тундровые условия времени образования культурного слоя. 
Камни разных пород служили материалом для изготовления орудий, но больше половины их сделано из кремня. 
В каменном инвентаре из культурного слоя представлены предметы, свидетельствующие о проведении определенных трудовых операций непосредственно в пещере, что требовало регулярной подправки орудий. Были обнаружены следующие отходы производственной деятельности первобытного человека: сколы-заготовки со вторичной обработкой и без нее, первичные сколы, мельчайшие сколы и чешуйки, обработанная галька. В целом, в комплексе преобладают мелкие (2-4 см) сколы-заготовки. Вместе с тем выделяется также группа более крупных сколов (34,5%). 
Основной категорией сколов-заготовок для изготовления орудий являются пластины. Обнаружены пластины разных размеров. Пластин из грубого известнякового сырья нет. Пластинок всего две. Лучше выражена кремневая пластинка (она обожжена), другая же – известняковая – имеет случайный облик. 
Отщепы – преимущественно мелкие, неправильной формы. Встречаются и грубые известняковые отщепы. 
Каменных изделий со вторичной обработкой – орудий – в коллекции 4 экз. Они относятся к разным категориям и имеют стандартную форму. Интересно, в частности, острие, изготовленное из широкой кремневой пластины. Верхний конец орудия скошен коротким диагональным усечением в виде мелкой притупляющей ретуши. Столь же четкие типологические признаки имеет другое орудие – кремневая пластина с притупленным краем. Примечательно и орудие из обыкновенной пластины с ретушью по обоим краям. 
Галечное орудие типа чоппинга – изделие крупное, удлиненных пропорций, уплощенное.  Рабочий край орудия подготовлен на узком конце гальки и имеет слегка вогнутые очертания.   
Особую значимость для синхронизации культурного слоя и настенной живописи имеет находка в культурном слое плоского обломка известняка с небольшим (примерно 15 х 15 см) красочным изображением мамонта, выполненны охрой. 
Привлекают к себе внимание украшения – бусины и подвески. Бусины однотипны, бочоночковидной формы, длиной менее 1 см, просверлены с двух сторон и изготовлены из мягкого камня – желтовато-зеленоватого благородного серпентинита. Хорошо видно, что бусины не новые, а заметно изношенные от долгого использования: с истертым отверстием и краями. Среди подвесок две из тонких пластиночек кости (вероятно, бивня мамонта). Они маленькие, округлой формы (диаметр 0,6 и 0,9 см). Отверстие прорезано. 
Еще одна подвеска (сломанная) изготовлена из плоской галечки (длина около 3 см) камня сланцеватой породы, с просверленным с двух сторон отверстием. 
Обнаружены также многочисленные украшения в виде маленьких раковин ископаемых моллюсков с пробитым отверстием (длина большинства раковин всего 0,4-0,6 см) (рис. 4). Подобных раковин моллюсков до сих пор не находили на Урале, но их много в древних отложениях Поволжья и Прикаспия. По определению Ю.В. Заика и Ю.С. Ляхницкого (ВСЕГЕИ), наиболее распространены в коллекции прудовик (Lymnaea) и живородка (Viviparus). Многие виды этих родов живут до сих пор. Для условий их жизни характерны медленно текущие реки и водоемы средней лесостепной полосы Европы, очень вероятны сравнительно теплые условия интергляциалов. Таким образом, их принесли с юга, или эти люди жили во время межледниковья.
Спорово-пыльцевой спектр, выявленный в культурном слое, по заключению Г.М. Левковской, содержит пыльцу древесных пород – 30%, травяно-кустарниковых растений –  6%, спор – 4%. Среди пыльцы древесных пород доминирует пыльца ели (56%). Так же определена пыльца сосны обыкновенной, лиственницы, березы кустарниковой и можжевельника. В составе пыльцы травяно-кустарниковых растений господствует пыльца астровых (определено 3 вида). Встречена пыльца злаков, осок, цикориевых, ириса,  подорожника ланцетолистного, неопределимых травянистых. Обнаружены споры сфагновых мхов, и что особенно важно, плауна сибирского. Данный палинологический комплекс указывает на то, что в период формирования культурного слоя климат был суровым.