Cụ thể, tại hố đào trong hang phát hiện, thu được 2 công cụ đá, 3 chiếc rìu mài toàn thân, 1 vòng tay bằng đá, 1 thỏi cuội có vết tích sử dụng, 1 công cụ mũi nhọn bằng xương, 1 chiếc trâm đồng, 2 vuốt thú ăn thịt, 2 răng nanh lợn rừng, nhiều vỏ mảnh vỡ bình sành. Ngoài ra, còn phát hiện nhiều di cốt gồm 50 chiếc răng, nhiều phần xương đã vỡ vụn.
Ban Quản lý đền Thắm đã báo cáo với chính quyền địa phương và cơ quan chức năng. Nhận được tin, Bảo tàng Bắc Kạn phối hợp với Tiến sĩ Khảo cổ học Nguyễn Đức Thắng, Khoa lịch sử, trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên đến hiện trường, tiến hành đào một hố thám sát nhỏ trên nền hang. Tiến sĩ Nguyễn Đức Thắng cho biết, trên cơ sở những hiện vật khai quật được trong hố đào thám sát, có thể đưa ra kết luận ban đầu đây là một di tích thuộc hậu kỳ Đá mới và sơ kỳ Kim khí.
UBND huyện Chợ Mới chỉ đạo dừng việc khai quật, giữ nguyên hiện trạng, bảo vệ hiện trường, niêm phong toàn bộ di vật bàn giao cho Phòng Văn hoá Thông tin huyện quản lý, báo cáo xin ý kiến chỉ đạo. Những bộ di cốt giao UBND thị trấn Chợ Mới xử lý theo quy định.