CC BY
15
УДК 902+631.4 https://doi.Org/10.24852/pa2021.3.37.127.141
ИСТОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И ОСВОЕНИЕ ЧЕЛОВЕКОМ ПОЙМЫ РЕКИ ДЕРКУЛ (ЗАПАДНЫЙ КАЗАХСТАН) В СЕРЕДИНЕ ГОЛОЦЕНЛ1 © 2021 г. Д.А. Гаврилов, Т.Б. Мамиров, С.А. Растигеев, В.В. Пархомчук В работе приведены результаты почвенно-археологического изучения педо-седи-ментационной последовательности поймы реки Деркул (Западный Казахстан). Целью исследования была реконструкция этапов аллювиального седиментогенеза и относительно продолжительных периодов почвообразования, соответствующих времени освоения поймы реки. Было установлено, что начало формирования толщи пойменных отложений было связано с русловой седиментацией на ранних этапах голоцена, которая в последующем сменилась относительно продолжительным периодом почвообразования (5,6-3,8 калиб. лет до н. э.) с образованием гумусово-квазиглеевой почвы в условиях низкой поймы (120-200 см). На последних этапах почвообразования (4,63,6 калиб. лет до н. э.) пойма была освоена человеком, что отражено в формировании культурного горизонта, заполненного артефактами и загрязнением слоя соединениями фосфора. Последующий этап аллювиальной седиментации в конце суббореального периода, связанный с изменением гидрологического режима реки, хронологически отделен от этапа стационарного освоения поймы человеком.
Ключевые слова: археология, Казахстан, энеолит, прикаспийская культура, голоцен, аллювий, почвы, синлитогенез, пойма, фитолиты.
Введение
Пойма реки в условиях аридного климата всегда являлась наиболее притягательным местом для проживания человека. Здесь он находил постоянный источник пресной воды, богатую сырьевую базу для охоты и рыболовства. Кроме того, в пойме, благодаря постоянному аллювиальному седиментогенезу, создаются условия для стратиграфической записи последовательности этапов природных событий и этапов освоения территории человеком. Поэтому пойменные памятники представляют собой особую категорию археологических объектов, где имеется обширная информация о деятельности человека в хроностатиграфической последовательности.
Геоархеологические исследования на аллювиальных отложениях
представляют собой довольно распространенный способ интеграции археологии и естественных наук (Александровский и др., 1987; Alluvial Geoarchaeology, 1997; Earth Sciences and archaeology, 2001; Александровский, 2004; Воробьева, 2010; Величко и др., 2014; Кренке и др., 2014; Ниг-матова, 2020; Аубекеров, Нигматова, 2021; и др.). На территории Волго-Ир-тышского междуречья археологи часто отмечают для мезолит-энеолити-ческого периода топографическую и стратиграфическую приуроченность памятников к пойменным участкам (Зайберт, Потемкина, 1981; Юдин, 2012; Зайберт и др., 2012; Калиева, Логвин, 2017; и др.), но, к сожалению, чаще всего они изучаются только методами археологии без привлечения возможностей естественных наук. Исключением пока для территории
1 Полевые работы и радиоуглеродное датирование выполнены при финансовой поддержке Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан, ИРН проекта АР08052885, лабораторные анализы были выполнены за счет средств государственного бюджета (проект АААА-А17-117030110077-4), полученных Институтом почвоведения и агрохимии СО РАН от Министерства науки и высшего образования Российской Федерации
Рис. 1. Месторасположение памятника Деркул 1 Fig. 1. The location of the site Derkul 1
Казахстана можно считать изучение энеолитического памятника Деркул 1 (Таскалинский р-н, Западно-Казахстанская область, Казахстан), обнаруженного в 1986 г. и предварительно исследованного в 1991 г. (Малов, 1988, с. 486; Малов, 2008, с. 70; Моргунова, 1991, с. 7-10).
Памятник Деркул 1 (51°07'32.4" с. ш., 50°13'12.4" в. д.) расположен на левом берегу центральной поймы реки Деркул в 80 км к западу от г. Уральска (Мамиров и др., 2019; Гав-рилов, Мамиров, 2020) (рис. 1). При изучении толщи отложений, слагающих территорию памятника, было отмечено их сложное строение, что потребовало более подробного исследования методами естественных наук -почвоведения, литологии и радиоуглеродного датирования.
Целью данной работы стала реконструкция этапов и условий формирования педолитологической последовательности центральной поймы
реки Деркул и соотнесения выявленных этапов с периодами проживания человека в пойме реки для середины голоцена.
Объекты и методы исследования
Месторасположение памятника и условия почвообразования
Участок поймы р. Деркул, где расположен памятник, имеет ровный рельеф с небольшим уклоном от коренного берега к руслу реки и приподнят над меженным урезом реки на 4 м (высокая пойма). В средней части поймы проходят хорошо заметные бывшие палеорусла реки, идущие параллельно современному руслу и придающие этому участку поймы параллельно гривистый рельеф. Остатки первого палеорусла реки Деркул, на котором расположен памятник, прослеживаются от границ п. Бирлик вдоль коренного берега до резкого поворота современного русла на север.
Климат в регионе умеренный континентальный сухой. Сред-
няя температура января в районе разреза —10,6 °С (метеостанция Таскала) (Агроклиматические ресурсы..., 2017); длительность залегания снежного покрова 142 дня. Средняя температура июля составляет +24 °С. Среднегодовая температура +5,8 °С, сумма активных температур выше 10 °С - 2938 °Св год. В среднемного-летнем за год выпадает осадков более 300 мм в год. В целом в теплый период времени (VI-X мес.) выпадает около 200 мм с максимумом в июне-июле и октябре. Коэффициент увлажнения (по Н.Н. Иванову) в регионе - 0,6-0,8.
Растительность в районе представлена типчаково-ковыльными степями на уровне высокой поймы и коренного берега, мезофитными лугами в районе узкой полосы низкой поймы современного русла реки и болотными травяными сообществами в местах западинного рельефа (палеорусла).
Полевое исследование
В ходе полевых исследований был проведен морфолого-генетический анализ двухметровой гумусово-стра-тифицированной толщи и диагностированы горизонты и слои в соответствии с Классификацией почв России (2004). Почва была определена как стратозем светло-гумусовый водно-аккумулятивный урбо-стратифицирован-ный, в основании которой находится погребенная гумусово-квазиглеевая почва (120-200 см). Поверхность па-леопочвы служила уровнем обжива-ния жителями памятника Деркул 1. В работе приводятся данные только той части разреза, которые непосредственно предшествуют, синхронны периоду функционирования памятника и времени формирования погребающего аллювиального наноса (RJ6 aq, са - RJ7 са, ur - [AUq, ca - Qca]) (рис. 2).
Почвенные образцы на общие анализы отобраны сплошной колонкой каждые 5-10 см в пределах генетических горизонтов почв, а для проведения микробиоморфного анализа в нижней
части каждого пятисантиметрового слоя мощностью 1-2 см.
Лабораторное исследование
Осадконакопление - важнейший фактор в пойме, определяющий длительность и характер почвообразования, что в свою очередь обуславливает возможность освоения человеком пойменных участков. При высокой частоте разливов реки в пойме преобладают процессы осадконакопле-ния, что делает ее мало пригодной для стационарного освоения человеком, и наоборот, при длительном почвообразовании и снижении поёмности реки у человека появляется возможность освоить наиболее продуктивные земли. Поэтому диагностика этапов осад-конакопления и почвообразования в синлитогенных почвах поймы является первоочередной.
Диагностика генезиса почвообра-зующей породы и характер осадкона-копления традиционно производится на основе определения размерности частиц (гранулометрический состав) и профильного их распределения. Водный поток обладает транспортирующей и сегрегационной способностью, которые определяются количеством воды и твердого стока, турбулентностью потока и скоростью течения. Так, при скорости течения 0,162 м/с начинает передвигаться по дну мелкий песок, при скорости 0,216 м/с - крупный песок, при скорости 0,975 м/с - мелкая галька (Кизевальтор и др., 1981). По мере удаления и русла реки полые воды теряют скорость и тем самым сепарируют частицы, откладывая более мелкие частицы в притеррасных участках, а более крупные - вблизи русла реки. Поэтому для определения условий и осадконакопления их смены был проведен гранулометрический анализ пипеточным методом (пирофосфат натрия).
Также для диагностики характера почвообразования были изучены следующие консервативные свойства
RJ1aq,s RJ2aq,s
RJ3aq, ca, s, ur RJ4aq, ca
RJ5sn, aq, ca, ur RJ6 ca, ur
RJ7 ca, ur-
4
[AUq, ca]
[Qca]
Рис. 2. Стратозем светло-гумусовый водно-аккумулятивный урбостратифицированный на гумусово-квазиглеевой почве Fig. 2. Stratozem light-humus water-accumulative urbostratified on a humus-quasi-gley soil
почв, обладающие разной относительной устойчивостью во времени: содержание органического углерода (по Тюрину), качественный состав обменных оснований (по Пфефферу), рН водной суспензии и содержание карбонатов кальция (Теория ..., 2006).
Для реконструкции палеоклима-тических условий почвообразования
были изучены свойства гумусового профиля почв: содержание общего углерода, качественный состав гумусовых веществ, элементное соотношение Н:С в гуминовых кислотах (Дергачева и др., 2012). Наиболее информативным свойством гумусовых кислот для определения тепло- и влагообеспеченности условий гуму-
сообразования является соотношение величин H:C в гуминовых кислотах. Для территории Южного Урала было установлено, что при величине H:C 1,06±0,09 условия гумусообразо-вания соответствуют лесным биомам, 1,02±0,06 - лесостепи, 0,85±0,04 -степи, 0,70±0,06 - сухой степи (Дерга-чева и др., 2012).
Дополнительно был изучен микро-биоморфный профиль, качественные и количественные характеристики которого дают возможность реконструировать состав фитоценоза и выявлять возможные эрозионно-акку-мулятивные этапы в формировании почвенного профиля (Гольева, 2001, 2008; Гаврилов, Хабдулина, 2018).
Для построения археологической стратиграфии были использованы полевые наблюдения положения в толщи почвы артефактов по глубине и определение содержания фракций фосфора (валовой, органический и минеральный) в почве (Saunders, Williams, 1955; Holliday, Gartner, 2007). При длительном стационарном освоении территории человек искусственно обогащает почву труднорастворимыми соединениями фосфора в результате минерализации большого количества растительного и животного материала.
Для определения 14С гуминовых кислот почвы была проведена ступенчатая химическая обработка почвы с выделением «мобильной» и «молодой» фракций гуминовых кислот (ГК-1) при обработке образца 0,1H NaOH и «стабильной» фракции, связанной с минеральной частью почвы (ГК-2) (после декальцирования и 0,1H обработки NaOH) (Чичагова, 1985). Определение 14С почвенных образцов проведено по ГК-2. Время функционирования памятника было установлено по 14С коллагена костей животных. Графитизация и УМС-анализ (AMS) графитов проведены в A.E. Lalonde AMS Laboratory (г. Отта-
ва, Канада) и ЦКП "УМС НГУ-ННЦ" (AMS Golden Valley) с использованием уникальной научной установки "УМС ИЯФ СО РАН". Калибровка радиоуглеродных дат произведена с использованием R пакета Bchron (Parnell et al., 2008) на калибровочной кривой IntCal13 (Reimer et al., 2013).
Результаты исследования
и обсуждение
Результаты палеопочвенного изучения. В нижней части аллювиальной толщи находится погребенная гумусово-квазиглеевая почва ([AUq,ca (120-160 см) - Q(<200 см)]), поверхность которой служила уровнем об-живания для жителей поселения Деркул 1 (табл. 1, рис. 2).
Погребенная гумусово-квазигле-евая почва имеет тяжелосуглинистый мелкопесчано-иловатый состав (табл. 2). В распределении отдельных гранулометрических фракций наблюдаются изменения в их соотношении по глубине. Так, содержание крупного и среднего песка в горизонте Q колеблется от 5 до 6%, а кверху оно снижается до 3-4%. Доля крупной пыли увеличивается обратно пропорционально: от 11 в горизонте Q до 26% в горизонте RJ7. Выявленные особенности в распределении отдельных фракций следует объяснить сменой гидрологического режима реки, вызванной снижением аллювиальной русловой седиментации и переходом данного участка к условиям функционирования низкой поймы и начала почвообразования.
Распределение Сорг характеризуется аккумулятивным типом (табл. 3): [AUq, ca] - 0,6-0,9%; [Q]>0,4%. Современное низкое содержание С понижено в связи с диагенезом.
Соотношение групп гумусовых кислот имеет гуматный состав (1,51,7), что диагностирует относительно благоприятные условия для гумусоо-бразования. Величина соотношения в гуминовых кислотах Н:С (0,95) со-
Таблица 1
Морфологическое строение
Горизонт, см Описание
са (65-100) Темно-серый (5Y 4/1), уплотненный, тяжелосуглинистый, пористый, структура многопорядковая - мелкопризматическая и плитчатая, карбонатный с единичными мучнистыми прожилками, переплетен единичными мелкими корнями, переход резкий, граница ровная. Встречаются палеокротовины (010-25 см).
Ш7 са, иг (100-120) Темно-серый (5Y 4/1), уплотненный, тяжелосуглинистый, пористый, мелкокомковатый (слабоструктурирован), карбонатный с мучнистыми прожилками, переплетен корнями, переход резкий (по локализации артефактов), граница ровная. Горизонт насыщен артефактами (кости, каменные орудия и отходы производства). В местах разложения костей почва прокрашивается в светло-серые оттенки. С включениями раковин улиток.
[АИМ, са (120-160) Серый со стальным оттенком (10УШ 5/1), уплотненный, тяжелосуглинистый, пористый, мелкокомковатый, карбонатный с мучнистыми прожилками карбонатами по ходам корней (2-3 мм), переплетен мелкими единичными корнями, с включениями раковин ракушек (ито 8р.), переход постепенный, граница волнистая.
[0]са (160-200) Светло-серый со стальным оттенком с гумусовыми затеками (10УШ 7/1), влажный, тяжелосуглинистый, икряной, карбонатный (мучнистые прожилки) с палеокротовинами заполненными материалом из гумусового горизонта.
Уровень грунтовых вод находится на глубине ниже 250 см.
ответствует относительно теплым и влажным климатическим условиям формирования (Дергачева и др., 2012). рН водной суспензии щелочная (8,4-8,7). Причем максимальное значение рН приурочено к поверхности палеопочвы, а минимальное - минеральному горизонту, что коррелирует с распределением СаС03. Данный факт следует объяснить процессом подщелачивания почвы после погребения, т. к. из насыщенного косте-носного культурного горизонта (Ю7, 100-120 см) происходило высвобождение карбонатов кальция и обогащение ими палеогумусового горизонта. Палеопочва сильно окарбоначена по всему профилю (10-24%).
При морфологическом обследовании палеопочвы были отмечены палеокротовины в горизонте Q, заполненные материалом из гумусового горизонта, что позволяет выделить этап значительного снижения уровня грунтовых вод, время которого следует связать с периодом освоения человеком низкой поймы реки.
В составе микробиоморфного спектра палеопочвы обнаружены
фитолиты, диатомовые водоросли и спикулы губок (табл. 4, рис. 3). Доля фитолитов в микробиоморфном спектре по всей мощности горизонта [Аи] выше, чем других кремниевых микробиоморф. В составе фитоценоза большую роль принадлежала луговым злакам. Их доминирование особенно заметно в нижней части гумусового горизонта (трапециевидные полилопастные), но к верхней границе гумусового горизонта появляются фитолиты осоковых (Cyperaceae 8р., седловидная форма) и виды аридных злаков (Poaceae 8р., кубические с ровными краями). В образцах у нижней и верхней границы гумусового горизонта обнаружены фитолиты тростника (кубические крупные и веерообразные формы).
Общее содержание фитолитов среднее и характеризуется равномерным распределением, что типично для синлитогенных почв. Но на глубине 130-131 и 150-151 отмечены пики в содержании микробиомофр, что можно интерпретировать как этапы погребений палеоповерхностей, что вполне возможно, учитывая близость
Таблица 2
Гранулометрический состав и литологическое деление
Песок Пыль я
Горизонт, см Образец, см крупный и средний мелкий крупная средняя мелкая Физическая глина о сло е и М О е ч ги ог л % и
1-0,25 0,25-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 <0,001 <0,01
% ч
Я-Т^, са 65-75 1,95 20,25 26,36 8,08 16,88 26,48 51,44 II
(65-100) 85-95 2,33 23,11 28,16 6,36 14,52 25,52 46,40 Ст млПкрП
са, иг (100-120) 100-110 3,52 25,28 26,36 8,12 13,28 23,44 44,84
120-130 4,79 31,97 17,56 5,68 14,16 25,84 45,68 I
[АИ]я, са (120-160) 130-140 4,89 32,27 16,12 5,68 13,88 27,16 46,72 С^млП
150-160 5,57 25,87 18,16 6,12 14,44 29,84 50,40
ГО]са (160-200) 170-180 5,95 28,73 10,88 8,04 16,36 30,04 54,44
Примечание: класс: Ст - суглинок тяжелый;разновидности: 1 тый; млПкрП - мелкопечано-крупнопылеватый
, - мелкопесчано-илова-
реки и аккумулятивное катенарное положение почвы.
Культурный костеностный горизонт был диагностирован как гуму-сово-стратифицированный (Ю7) на основании близкого морфологического облика с вышележащей гуму-сово-аллювиальной толщей (ВД^ВД 0-65 см).
Содержание органического углерода в горизонте несколько выше (1,15%), чем в гумусовом горизонте палеопочвы, что, возможно, связано с дополнительным обогащением углерода в горизонте человеком, на что указывает увеличение доли органического фосфора в шесть раз относительно верхней части горизонта [Аи] (табл. 3).
Соотношение групп гумусовых веществ ниже (Сгк/Сфк 1,2) и соотношение Н:С в гуминовых кислотах (1,08) выше, чем в нижележащем горизонте [Аи]. Это можно объяснить климатическими изменениями условий гумусообразования - увеличением влажности при снижении тепло-обеспеченности.
Результаты фракционного состава фосфора показали возрастание доли органического фосфора в костеносном культурном горизонте (58 мг/100 г почвы) и более высокое содержание валовой формы фосфора относительно вышележащей части толщи (441 мг/100 г почвы), где значение колеблется в пределах 304382 мг/100 г почвы. Выявленные факты позволяют утверждать о довольно продолжительном проживании человека на данном участке и активной хозяйственной деятельности с накоплением органических отходов (разделывание туш животных, обработка кожи и т. д.).
Культурный горизонт погребен педогенно переработанным аллювиальным наносом (Ю6 aq, са), отличающимся мелкопесчано-крупнопыле-ватым тяжелосуглинистым составом. Химические свойства горизонтов Ю6 и [Аи] близки, что позволяет предполагать единые биоклиматические условия почвообразования горизонтов. Но следует отметить, что начало активизации аллювиального седимен-
Таблица 3
Химические свойства
Горизонт, см Образец, см C орг Сгк/ Сфк БУС рНводн CaCO3 Обменные основания Фосфор
Ca+2 Mg+2 Na+2 K+ Вал. Ми- Ор-
% % % от суммы мг/100 г
RJ6aq, ca (65-100) 65-75 1,35 1,5 0,95 8,4 5,9 52,2 24,4 11,1 12,3 382 363 19
85-95 1,17 1,6 0,97 8,6 7,8 54,4 21,4 11,4 12,8 382 363 19
RJ7aq, са, иг (1 00-120) 100-110 1,15 1,2 1,08 7,7 12,7 49,0 21,8 13,8 15,4 441 383 58
[AU]q, ca (120-160) 120-130 0,91 1,7 0,95 8,7 9,6 58,2 20,5 10,1 11,1 373 363 10
130-140 0,68 1,6 - 8,8 10,2 53,7 22,7 11,5 12,1 264 220 43
150-160 0,60 1,5 - 8,5 17,2 64,8 18,1 8,2 8,9 179 163 16
[Qjca (160-200) 170-180 0,43 0,6 - 8,4 24,5 61,7 21,0 9,0 8,3 118 88 30
Примечание: «-» - не определено
тогенеза связывают с развитием эро-зионно-денудационных процессов, вызванных сильным промерзанием почв и активизацией плоскостного смыва во время активного таяния снега в весенний период (Александровский, 2004).
Результаты радиоуглеродного датирования
Радиоуглеродные даты, полученные по гуминовым кислотам, позволяют установить только среднее пребывание углерода (MRT) (Paul et al., 1997; Иванов и др., 2009) в почве и определить минимальное время ее погребения. Оценку длительности почвообразования можно сделать с определенной условностью.
Палеопочва представлена довольно развитым дифференцированным профилем, продолжительность формирования которого охватывает не менее 1000 лет. Но относительно замедленный оборот углерода в почве и постоянное его обновление в период её экспонирования не дает адекватно представить на временной шкале начало почвообразования и событие погребения почвы. Образец, взятый у нижней границы гумусового горизонта (155-160 см), позволяет определить относительно минимальное время начала почвообразования (табл. 5). Время погребения палеопоч-вы аллювиальным наносом и окончание длительного стационарного
освоения поймы следует ограничить временным интервалом 3,8-3,6 ка-либ. лет. до н. э., полученным по 14С коллагена кости образца NSKA-2386. Сравнение 14С образцов NSKA-2386 и NSKA-2574 показало, что длительность формирования палеопочвы и время общей стабилизации поверхности можно определить как 1,71,8 тысячи лет.
Определение времени образования аллювия (RJ6) и возможную синхронность погребения с этапом проживания человека в пойме однозначно определить сложно. Можно лишь судить по косвенным данным. Так, по результатам датирования горизонта RJ6 время среднего пребывания углерода в горизонте относится к периоду 2,3-1,9 калиб. лет. до н. э. (3,7 л. н.), что моложе почти на 2000 лет, чем дата, полученная по коллагену кости (NSKA-2386). Несмотря на то, что дата по ГК-2 отражает период пе-догенной переработки аллювия, временная разница между горизонтами слишком большая.
Таким образом, можно считать, что между этапом освоения поймы человеком и аллювиальной седиментацией есть временной разрыв.
Согласно схеме фаз флювиальной активности в голоцене для территории Восточно-Европейской равнины А.В. Панина и Е.Ю. Матлаховой (Panin, Matlakhova, 2015), время фор-
со сл
Таблица 4
Микробиоморфный спектр погребенной гумусово-квазпглеевой почвы (шт./%)
Лабораторный номер Глубина, см Диатс» лолор ловые оотти Спикулы губок Фитолиты Микробиоморфы (всего), шт.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Всего, шт.
Эг 570 105-106 1/2 3/5 6/10 25/47 2/4 6/11 4/8 0 0 3/6 5/9 0 3/6 4/8 1/2 53 63
Эг 569 110-111 1/2 2/4 4/8 23/53 3/7 8/19 0 2/5 0 0 0 2/5 0 4/9 1/2 43 50
Эг 568 115-116 1/2 0 4/9 22/54 3/7 10/24 0 1/2 1/2 2/5 0 0 0 2/5 0 41 46
Эг 567 120-121 1/6 2/12 2/12 9/75 0 2/17 1/8 0 0 0 0 0 0 0 0 12 17
Эг 566 125-126 2/9 0/0 4/17 13/76 0 1/6 1/6 0 0 0 0 0 0 2/12 0 17 23
Эг 565 130-131 6/4 7/4 14/8 81/57 0 39/27 0 1/2 0 0 4/3 1/1 2/1 14/10 1/1 143 170
Эг 564 135-136 0 5/14 1/3 24/80 0 2/7 0 0 0 0 1/3 0 0 3/10 0 30 36
Эг 563 140-141 0 4/17 1/4 15/83 0 1/6 0 0 0 0 1/6 0 0 1/6 0 18 23
Эг 562 145-146 1/2 2/12 2/4 31/78 1/3 5/13 0 0 0 0 0 0 0 3/8 0 40 49
Эг 561 150-151 23/15 3/2 17/11 78/73 0 14/13 0 2/2 1/1 2/2 0 0 0 8/7 2/2 107 150
Эг 560 154-155 0 3/4 17/23 33/60 1/2 9/16 0 2/4 0 0 4/7 0 0 5/9 1/2 55 75
Эг 559 160-161 3/5 4/7 6/10 29/60 0 6/13 0 0 0 1/2 0 0 0 11/23 1/2 48 61
Эг 558 164-165 3/5 2/3 12/20 22/51 0 9/21 0 0 0 1/2 3/7 0 0 6/14 2/5 43 60
Примечание:
Диатомовые водоросли: 1- осколки, 2 - целые; Фитолиты. 3 - удлиненные; 4 - дендритные, 5 - трапециевидные полилопастные, 6 - кубические прямоугольные с ровными краями, 7 - кубические прямоугольные мелкие, 8 - кубические крупные, 9 - веерообразные, 10 - пластинки, 11- гантелевидные, 12 - седловидные, 13 - конусовидные усеченные, 14 - ланцентные длинные.
£
§
о
05
Н
рз о
05
п
£ о
3 я
05
Ьо Ьо
Рис. 3. Разнообразие кремниевых микробиоморф. А - диатомовая водоросль ((Diatomeae); Б - спикула губки (Spongia); Фитолиты: В - веерообразная (Phragmites sp.), Г - конусовидная усеченная (степные злаки); Д - трапециевидная полилопастная (луговой злак) Fig. 3. A variety of silicon microbiomorphs. A - diatom algae ((Diatomeae); Б - spicula sponges(Spongia); Phytoliths: В - fan-shaped (Phragmites sp.), Г - conical truncated (steppe cereals); Д - trapezoidal poly-blade (meadow grass)
мирования погребенной гумусово-квазиглеевой почвы и освоение человеком поймы синхронно периоду низкой активности аллювиальных процессов - 8,5-5,5 калиб. тыс. л. н. (6,6-3,6 лет до н. э.). Авторами отмечается низкий уровень вод в реках региона и активность почвообразо-
вательного процесса в пойме. Около 5,5 калиб. тыс. л. н. началась фаза высокой активности флювиальных процессов, что также хорошо согласуется со строением аллювиальной гумусо-во-стратифицированной толщи поймы Деркул и результатами радиоуглеродного датирования.
Таблица 5
Результаты радиоуглеродного датирования
Индекс лаборатории Глубина, см Квадрат 14С л.н. Калиброванный возраст, лет назад Калиброванный возраст, лет до н. э.
Гуминовые кислоты (ГК-2)
ШКА- 2577 85-90 А-1 3698±71 3852-4237 (94,6%) 2291-1896 (95,4%)
ШКА-2576 110-115 А-1 4592 ± 81 5037-5478 (79,8%) 3531-3088 (90,5%)
ШКА-2575 130-135 А-1 5809 ± 75 6442-6758 (85,7%) 4837-4491 (95,4%)
ШКА-2574 155-160 А-1 6469 ± 95 7243-7565 (93,6%) 5618-5295 (94,3%)
Коллаген костей
ШКА-2386 100-110 А-2 4948 ± 54 5590-5754 (58,1%) 3809-3640 (86,2%)
иОС-9557 120-130 Б-2 5730 ± 37 6443-6633 (94,2%) 4688-4488 (95,4%)
иОС-9556 170-180 Б-2 5408 ± 29 6186-6281 (93,9%) 4339-4232 (94,2%)
иОС-9555 170-180 Б-2 5393 ± 30 6178-6282 (89,4%) 4336-4227 (86%)
Заключение
Пойменные отложения реки Дер-кул представляют собой сложные гумусово-стратифицированные аллювиальные отложения второй половины голоцена, содержащие в себе хронопоследовательную информацию о динамике климата, развитии речной долины и истории освоения человеком поймы.
Было установлено, что начало формирования толщи пойменных отложений связано с русловой седиментацией на ранних этапах голоцена, которая в последующем сменилась относительно продолжительным периодом почвообразования (5,6-3,8 калиб. лет до н. э.) с образованием гумусово-ква-зиглеевой почвы в условиях низкой почвы (120-200 см). Почва сформирована в относительно оптимальных условиях влаго- и теплообеспеченно-сти. На ранних этапах она функционировала в более влажных условиях,
но в период освоения человеком поймы наступил относительно аридный период (кротовины, окарбоначивание, фитолиты аридных видов злаков).
Уровень активного освоения на изученном участке поймы приурочен к глубине 100-120 см, где обнаружено максимальное скопление артефактов и загрязнение слоя соединениями фосфора.
Время формирования культурного слоя, согласно данным радиоуглеродного датирования, приходится на период 4,6-3,6 калиб. лет до н. э. Стоянка не была временной, а функционировала на протяжении нескольких столетий.
Последующий этап аллювиальной седиментации в конце суббореально-го периода, связанный с изменением гидрологического режима реки, хронологически отделен от этапа стационарного освоения поймы человеком.
ЛИТЕРАТУРА
1. Агроклиматические ресурсы Западно-Казахстанской области: научно-прикладной справочник / Ред. С.С. Байшоланов. Астана: Институт географии МО РК, 2017. 128 с.
2. Александровский А. Л. Этапы и скорость развития почв в поймах рек Центра Русской равнины // Почвоведение. 2004. № 11. С. 1285-1295.
3. Александровский А.Л., Гласко М.П., Фоломеев Б.А. Археолого-географические исследования пойменных почв как геохронологических уровней второй половины го-
лоцена (на примере средней Оки) // Бюллетень комиссии по изучению четвертичного периода. № 56 / Отв. ред. Г.И. Горецкий, И.К. Иванова, 1987. М.: Наука. С. 123-128.
4. Аубекеров Б., Нигматова С. Геоархеологические исследования археологических объектов в верховьях реки Турген (Северный Тянь-Шань) // Археология Казахстана. 2021. № 1 (11). С. 120-144. DOI.10.52967/akz2021.1.11.120.144
5. Величко А.А., Борисова О.К., Морозова Т.Д., Тимирева С.Н. Новые данные об изменениях климата и ландшафтов в нижнедонской степной провинции в голоцене // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2014. № 6. С. 75-90.
6. ВоробьеваГ.А. Почва как летопись природных событий Прибайкалья: проблемы эволюции и классификации почв. Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2010. 205 с.
7. Гаврилов Д.А., Мамиров Т.Б. Педостратиграфия энеолитического памятника Деркул 1 // Маргулановские чтения-2020. Т. 1 / Гл. ред. Б.А. Байтанаев. Алматы: Институт археологии им. А.Х. Маргулана, 2020. С. 115-126.
8. Гаврилов Д.А., Хабдулина М.К. Древнеорошаемые почвы Бозокского археологического микрорайона в Северном Казахстане (Х1-Х11 века) // Археология, антропология и этнография Евразии. 2018. Т. 46. № 4. С. 83-93. DOI: 10.17746/15630102.2018.46.4.083-093
9. Гольева А.А. Микробиоморфные комплексы природных и антропогенных ландшафтов: генезис, география, информационная роль. М.: УРСС, 2008. 256 с.
10. Гольева А.А. Фитолиты и их информационная роль в изучении природных и археологических объектов. М.-Сыктывкар-Элиста, 2001. 140 с.
11. Дергачева М.И., Некрасова О.А., Оконешникова М.В., Васильева Д.И., Гаврилов Д.А., Очур К.О., Ондар Е.Э. Соотношение элементов в гуминовых кислотах как источник информации о природной среде формирования почв // Сибирский экологический журнал. 2012. № 5. С. 667-676.
12. Зайберт В.Ф., Плешаков А.А., Тюлебаев А.Ж. Атбасарская культура // Материалы и исследования по археологии Казахстана. Т. I. Астана: Издательская группа филиала Института археологии им. А.Х. Маргулана в г. Астана, 2012. 352 с.
13. Зайберт В.Ф., Потемкина Т.М. К востоку о мезолите лесостепной части Тобо-ло-Иртышского междуречья // СА. 1981. № 3. С. 107-130.
14. Иванов И.В., Хохлова О.С., Чичагова О.А. Природный радиоуглерод и особенности гумуса современных и погребенных черноземов // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2009. № 6. С. 46-58.
15. Калиева С., Логвин В. Поселение Кумкешу 1 - эталонный памятник терсекской культуры / Материалы и исследования по археологии Казахстана. Т. IX. Астана: Издательская группа Казахского НИИ культуры, 2017. 320 с. (На каз., рус., англ. яз.).
16. Кизевальтор Д.С., Раскатов Г.И., Рыжова А.А. Геоморфология и четвертичная геология. М.: Недра, 1981. 215 с.
17. Классификация и диагностика почв России / Авт. и сост. Л.Л. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева, М.И. Герасимова. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
18. Кренке Н.А., Ершова Е.Г., Александровский А.Л. Природные и антропогенные ландшафты в долине Москвы-реки по материалам комплексного исследования 1-й Звенигородской неолитической стоянки // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2014. № 5. С. 99-115.
19. Малов Н.М. Разведки на Деркуле // Археологические открытия 1986 года / Отв. ред. В.П. Шилов. М.: Наука, 1988. 486 с.
20. Малов Н.М. Хлопковский могильник и историография энеолита Нижнего Поволжья // Археология Восточно-Европейской степи. Вып. 6 / Ред. В.А. Лопатин. Саратов: Научная книга, 2008. С. 32-134.
21. Мамиров Т.Б., Баиров Н.М., Клышев Е.Е., Мамиров К.Б., Куандык С.Р. Полевые исследования каменного века в Западно-Казахстанской области в 2018 году (предварительное сообщение) // Археология Казахстана. 2019. № 1 (3). С. 91-98. DOI 10.52967/ akz2019.L3.91.98
22. Моргунова Н. Л. Отчет об археологических исследованиях на р. Деркул у с. Куз-нецово Каменского района Уральской области по Открытому листу, выданному Институтом истории, археологии и этнографии им. Ч.Ч. Валиханова. 1991 г. // Архив Института археологии им. А.Х. Маргулана.
23. Теория и практика химического анализа почв / Под ред. Л.А. Воробьева М.: МГУ, 2006. 400 с.
24. Чичагова О.А. Радиоуглеродное датирование гумуса почв. М.: Наука, 1985. 158 с.
25. Юдин А.И. Поселение Кумыска и энеолит степного Поволжья. Саратов: Научная книга. 2012. 212 с.
26. Alluvial Geoarchaeology: Floodplain Archaeology and Environmental Change (Cambridge Manuals in Archaeology) / Ed. A.G. Brown. 1997. UK: Cambridge University Press. 377 p.
27. Bronk Ramsey C. Dealing with outliers and offsets in radiocarbon dating. In Radiocarbon. 2009. Vol. 51. No 3. P. 1023-1045.
28. Earth sciences and archaeology / edited by Paul Goldberg, Vance T. Holliday, and C. Reid Ferring. New-York: Springer Science+Business Media New York, 2001. 513 p.
29. Holliday V.T., Gartner W.G. Methods of soil P analysis in archaeology. In Journal of Archaeological Science. 2007. Vol. 34. No. 2. P. 301-333.
30. Panin A.V., Matlakhova E.Yu. Fluvial chronology in the East European plain over the last 20 ka and its palaeohydrological implications. In Catena. 2015. No. 130. P. 46-61. DOI: 10.1016/j.catena.2014.08.016
31. Parnell A. C., Haslett J., Allen J. R. M., Buck C. E., & Huntley B. A flexible approach to assessing synchroneity of past events using Bayesian reconstructions of sedimentation history. In Quaternary Science Reviews. 2008. Vol. 27. No. 19-20. P. 1872-1885.
32. Paul E.A., Follet R.F., Leavitt S.W., Halvorson A., Peterson J.A., Lyon D.J. Radiocarbon dating for determination of soil organic matter pool sizes and dynamics. In Soil Sci. Am. J. 1997. No 61. P. 1058-1067. DOI: 10.2136/sssaj1997.03615995006100040011x
33. Reimer P.J. et al. IntCal13 and Marine13 Radiocarbon Age Calibration Curves 0-50,000 Years cal BP. In Radiocarbon. 2013. Vol. 55. No 4. P. 1869-1887.
34. Saunders W.M.H., Williams E.G. Observations on the determination of total organic phosphorus in soils. In European Journal of Soil Science. 1955. Vol. 6. No. 2. P. 254-267.
Информация об авторах:
| Гаврилов Денис Александрович, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник. Институт почвоведения и агрохимии СО РАН (г. Новосибирск, Россия)
Мамиров Талгат Базарбаевич, кандидат исторических наук, заместитель директора по науке. Институт археологии им. А.Х. Маргулана (г. Алматы, Казахстан); tmamirov@mail.ru ORCID ID https://orcid.org/0000-0003-2975-0115
Растигеев Сергей Анатольевич, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник. Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (г. Новосибирск, Россия); S.A.Rastigeev@inp.nsk.su ORCID ID https://orcid.org/0000-0003-0555-7935
Пархомчук Василий Васильевич, доктор физико-математических наук, академик РАН, профессор. Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (г. Новосибирск. Россия); parkhomchuk@inbox.ru ORCID ID https://orcid.org/0000-0001-5833-0051
THE HISTORY OF FORMATION AND ANTHROPOGENIC DEVELOPMENT OF THE DERKUL RIVER FLOODPLAIN (WEST KAZAKHSTAN) IN THE MID HOLOCENE
D.A. Gavrilov, T.B. Mamirov, S.A. Rastigeev, V.V. Parkhomchuk
The article presents the results of soil and archaeological study of the pedo-sedimentation sequence formed in the floodplain of the Derkul River (West Kazakhstan). The aim of the study was to reconstruct the stages of the alluvial sedimentogenesis alternating with relatively prolonged spans of soil formation, corresponding to the periods of floodplain agricultural development. It was established that floodplain sediment layer started to form as a result of stream sedimentation in the early Holocene; then this stage was followed by the relatively long-term soil formation period (5.6-3.8 cal. yr BC) resulting in a humus quasi-gleyic soil in the low floodplain (120-200 cm). The last period of soil formation (4.6-3.6 cal. yr BC) the floodplain was developed by man, which is displayed by the identified cultural horizon containing artifacts and having increased phosphorus content. At the end of the Subboreal
Field work and radiocarbon dating were carried out with the financial support of the Science Committee of the Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan, the IRN project AP08052885, laboratory analyses were carried out at the expense of the state budget (project AAAA17-117030110077-4), received by the Institute of Soil Science and Agrochemistry SB RAS from the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation
period the next stage of alluvial sedimentation, started by the changed river hydrology regime, was found to be chronologically separated from the stage of stationary development of the floodplain by settled humans.
Keywords: archaeology, Kazakhstan, Eneolithic, Caspian culture, Holocene, alluvium, soil, synlitogenesis, floodplain, phytoliths.
REFERENCES
1. In Baysholanov, S. S. 2017. Agroklimaticheskie resursy Zapadno-Kazakhstanskoy oblasti: nauchno-prikladnoy spravochnik (Agroclimatic Resources of the West Kazakhstan Region: Scientific and Applied Reference Book). Astana: "Institut geografii MO RK" Publ. (in Russian).
2. Aleksandrovskiy, A. L 2004. In Pochvovedenie (Soil Studies) 11, 1285-1295 (in Russian).
3. Aleksandrovskiy, A. L., Glasko, M. P., Folomeev, B. A. 1987. In Gromov, V. I., Ivanova, I. K. (eds.). Byulleten' komissii po izucheniyu chetvertichnogo perioda (Bulletin of the Commission for Study of the Quaternary) 56. Moscow: "Nauka" Publ., 123-128 (in Russian).
4. Aubekerov, B., Nigmatova, S. 2021. In Arkheologiya Kazakhstana (Kazakhstan Archeology) 11 (1), 120-144 (in Russian).
5. Velichko, A. A., Borisova, O. K., Morozova, T. D., Timireva, S. N. 2014. In Izvestiya Rossiyskoy akademii nauk. Seriya geograficheskaya (Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Geographical Series) 6, 75-90. (in Russian).
6. Vorob'eva, G. A. 2010. Pochva kakletopis' prirodnykh sobytiyPribaykal'ya:problemy evolyutsii i klassifikatsii pochv (Soil as a Chronicle of Natural Events in the Baikalia: Issues of the Evolution and Classification of Soils). Irkutsk: Irkutsk State University (in Russian).
7. Gavrilov, D. A., Mamirov, T. B. 2020. In Baitanayev, B.A. (ed.). Margulanovskie chteniya-2018. (Margulan Readings-2018) 1. Almaty: A.Kh. Margulan Archaeology Institute, 115-126 (in Russian).
8. Gavrilov, D. A., Khabdulina, M. K. 2018. In Arkheologiia, etnografiia i antropologiia Evrazii (Archaeology, ethnology and anthropology of Eurasia) 4 (46), 83-93 (in Russian).
9. Golyeva, A. A. 2008. Mikrobiomorfnye kompleksy prirodnykh i antropogennykh landshaftov: genezis, geografiya, informatsionnaya rol' (Microbiomorphic Analysis as Tool for Natural and Anthropogenic Landscape Investigation). Moscow: "URSS" Publ. (in Russian).
10. Golyeva, A. A. 2001. Fitolity i ikh informatsionnaya rol' v izuchenii prirodnykh i arkheologicheskikh ob"ektov (Phytoliths and Their Informational Role in the Study of Natural and Archaeological Sites). Moscow-Syktyvkar-Elista (in Russian).
11. Dergacheva, M. I., Nekrasova, O. A., Okoneshnikova, M. V., Vasil'eva, D. I., Gavrilov, D. A., Ochur, K. O., Ondar, E. E. 2012. In Sibirskiy ekologicheskiy zhurnal (Contemporary Problems of Ecology) 5, 667-676 (in Russian).
12. Zaybert, V. F., Pleshakov, A. A., Tyulebaev, A. Zh. 2012. Atbasarskaya kul'tura (Atbasar Culture). Series: Materials and Research on the Archaeology of Kazakhstan. Vol. 1. Astana: "Izdatel'skaya gruppa Kazakhskogo NII kul'tury" Publ. (in Russian).
13. Zaybert, V. F., Potemkina, T. M. 1981. In Sovetskaia Arkheologiia (Soviet Archaeology) (3), 107-130 (in Russian).
14. Ivanov, I. V., Khokhlova, O. S., Chichagova, O. A. 2009. In Izvestiya Rossiyskoy akademii nauk. Seriya geograficheskaya (Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Geographical Series) 6, 46-58 (in Russian).
15. Kalieva, S., Logvin, V. 2017. Poselenie Kumkeshu 1 - etalonnyypamyatnik tersekskoy kul'tury (The Settlement Kumkeshu 1 - a Reference Monument of the Tersek Culture) Series: Materials and Research on the Archaeology of Kazakhstan. Vol. 9. Astana: "Izdatel'skaya gruppa Kazakhskogo NII kul'tury" Publ. (in Russian, Kazakh, English).
16. Kizeval'tor, D. S., Raskatov, G. I., Ryzhova, A. A. 1981. Geomorfologiya i chetvertichnaya geologiya (Geomorphology and Quaternary Geology). Moscow: "Nedra" Publ. (in Russian).
17. In Shishov, L. L., Tonkonogov, V. D., Lebedeva, I. I., Gerasimova, M. I. (comp.). Klassifikatsiya i diagnostika pochv Rossii (Classification and Diagnostics of the Soils of Russia). Smolensk: "Oykumena" Publ. (in Russian).
18. Krenke, N. A., Ershova, E. G., Aleksandrovskiy, A. L. 2014. In Izvestiya Rossiyskoy akademii nauk. Seriya geograficheskaya (Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Geographical Series) 5, 99-115 (in Russian).
19. Malov, N. M. 1988. In Shilov, V. P. (ed.). Arkheologicheskie otkrytiya 1986goda (Archaeological discoveries 1986). Moscow: "Nauka" Publ. (in Russian).
20. Malov, N. M. 2008. In Lopatin V. A. (ed.). Arkheologiia vostochno-evropeiskoi stepi (Archaeology of East-European Steppe) 6. Saratov: "Nauchnaia kniga" Publ., 32-134 (in Russian).
21. Mamirov, T. B., Bairov, N. M., Klyshev, E. E., Mamirov, K. B., Kuandyk, S. R. 2019. In Arkheologiya Kazakhstana (Kazakhstan Archeology) 3 (5), 86-98 (in Russian).
22. Morgunova, N. L. 1991. Otchet ob arkheologicheskikh issledovaniyakh na r. Derkul u s. Kuznetsovo Kamenskogo rayona Ural'skoy oblasti po Otkrytomu listu, vydannomu Institutom istorii, arkheologii i etnografii im. Ch.Ch. Valikhanova (Report on Archaeological Studies on the Derkul River near Kuznetsovo Village in the Kamensky District of Ural Oblast according to the Open Sheet Issued by the Institute of History, Archaeology and Ethnography named after Ch.Ch. Valikhanov). Archive of the Institute of Archaeology named after A.Kh. Margulan (in Russian).
23. In Vorob'ev, L. A. 2006. Teoriya i praktika khimicheskogo analiza pochv (Theory and Practice of the Chemical Analysis of Soils). Moscow: Moscow State University (in Russian).
24. Chichagova, O. A. 1985. Radiouglerodnoe datirovanie gumusapochv (Radiocarbon Dating of Soil Humus). Moscow: "Nauka" Publ. (in Russian).
25. Yudin, A. I. 2011. Poselenie Kumyska i eneolit stepnogo Povolzh'ia (Kumyska Settlement and the Eneolithic of the Steppe Volga Region). Saratov: "Nauchnaia kniga" Publ. (in Russian).
26. In Brown, A. G. (ed.). 1997. Alluvial Geoarchaeology: Floodplain Archaeology and Environmental Change (Cambridge Manuals in Archaeology). UK: Cambridge University Press.
27. Bronk, Ramsey. 2009. In Radiocarbon. 51 (3), 1023-1045.
28. In Paul Goldberg, Vance T. Holliday, C. Reid Ferring (eds.). 2001. Earth sciences and archaeology. New-York: Springer Science+Business Media New York.
29. Holliday, V. T., Gartner, W. G. 2007. In Journal of Archaeological Science. 34 (2), 301-333.
30. Panin, A. V., Matlakhova, E. Yu. 2015. In Catena 130, 46-61. DOI: 10.1016/j.catena.2014.08.016
31. Parnell, A. C., Haslett, J., Allen, J. R. M., Buck, C. E., & Huntley, B. 2008. In Quaternary Science Reviews 27 (19-20), 1872-1885.
32. Paul, E. A., Follet, R. F., Leavitt, S. W., Halvorson, A., Peterson, J. A., Lyon, D. J. 1997. In Soil Sci. Am. 61, 1058-1067. DOI: 10.2136/sssaj1997.03615995006100040011x
33. Reimer, P.J. et al. 2013. In Radiocarbon 55 (4), 1869-1887.
34. Saunders, W.M.H., Williams, E.G. 1955. In European Journal of Soil Science 6 (2), 254-267.
About the Authors:
| Gavrilov Denis A. Candidate of Biological Sciences. Institute of Soil Science and Agrochemistry, Siberian Branch of RAS. Academic Lavrentiev Av., 8/2, Novosibirsk, 630090, Russian Federation
Mamirov Talgat B. Candidate of Historical Sciences, Deputy director of Science Margulan Institute of Archeology, Dostyk 44, Almaty, 050010, Republic of Kazakhstan; tmamirov@mail.ru ORCID ID https://orcid.org/0000-0003-2975-0115
Rastigeev Sergei A. Candidate of Physical and Mathematical Sciences. Institute of Nuclear Physics named after G.I. Budker, Siberian Branch of RAS. Academic Lavrentiev Av., 11, Novosibirsk, 630090, Russian Federation; S.A.Rastigeev@inp.nsk.su ORCID ID https://orcid.org/0000-0003-0555-7935
Parkhomchuk Vasiliy V. Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Professor, Academician of the Russian Academy of Sciences. Institute of Nuclear Physics named after G.I. Budker, Siberian Branch of RAS. Academic Lavrentiev Av., 11, Novosibirsk, 630090, Russian Federation; parkhomchuk@inbox.ru ORCID ID https://orcid.org/0000-0001-5833-0051
Статья принята в номер 01.09.2021 г.
