Hang đƣợc phát hiện từ năm 1980, năm 1981 các nhà khảo cổ đã tiến hành đào 1 hố thám sát nhỏ tại đây. Hang Thắm Choong thuộc xóm Hạ Sơn Dao, xã Thần Sa, có toạ độ 210 47’50’’vĩ độ Bắc, 105052’30” kinh độ Đông.
Thắm Choong theo tiếng địa phƣơng có nghĩa là hang Thông vì hang có hai cửa ăn thông nhau ở hai sƣờn núi đối diện. Ngoài ra, hang còn có tên gọi là hang Dơi. Hang nằm cao hơn chân núi khoảng 70m, đƣờng lên hang khá thuận lợi. Trƣớc cửa hang chừng 100m có một dòng suối nhỏ chỉ có nƣớc vào mùa mƣa. Cửa chính Thắm Choong hình vòm, cao khoảng 25m, rộng 37m nghoảnh về hƣớng đông. Hang có 2 cửa thông nhau theo hƣớng đông - tây, với khoảng cách dài hơn 150m. Bề mặt hang không bằng phẳng, thấp dần từ cửa vào trong và chỗ sâu nhất khoảng 6m. Dọc theo hai bên vách hang có nhiều ngách hang nhỏ, cụt. Trần hang cao, nhiều nhũ phủ. Toàn bộ diện tích lòng hang phủ đầy phân dơi. Trƣớc đây, bà con ngƣời Dao địa phƣơng thƣờng vào hang lấy phân dơi làm thuốc súng và phân bón. Nền hang hiện nay không còn nguyên vẹn mà đã bị xáo trộn nhiều do hoạt động lấy phân dơi. Nhìn chung, cảnh quan nơi đây rất phù hợp cho việc cƣ trú của ngƣời tiền sử (Ảnh 38 - 42).
Tại hang Thắm Choong, các nhà khảo cổ đã đào thám sát một hố, diện tích 1m2 . Tầng văn hóa thuần nhất, dày 0,7m. Đất trong tầng văn hóa có màu nâu sẫm, khá xốp, lẫn nhiều vỏ ốc suối, ốc núi và đá dăm. Ở những độ sâu khác nhau lại thu nhặt đƣợc nhiều di vật đá. Trên bề mặt hang đã phát hiện khá nhiều hiện vật giống với các hiện vật trong tầng văn hóa nên các nhà nghiên cứu cho rằng các công cụ trên lớp mặt của nền hang có chung những đặc tính nhƣ công cụ tìm thấy trong tầng văn hóa [3].
Tổng số hiện vật thu đƣợc ở hố khai quật là 100 hiện vật với các loại hình khá phong phú, bao gồm các loại công cụ chặt thô, nạo cắt, cắt khía, mảnh tƣớc, mảnh vỡ và đá nguyên liệu hòn ghè (Ảnh 43 - 44).
- Công cụ chặt: có 24 chiếc đƣợc chế tác từ hòn cuội nguyên. Loại công cụ này hình dáng không ổn định, thô sơ, kích thƣớc và độ nặng nhẹ cũng không giống nhau. Tất cả đều là công cụ cầm tay. Điểm nổi bật của công cụ này là xu hƣớng tiết kiệm ghè đẽo thể hiện rõ nét trên tất cả các công cụ. Căn cứ vào kỹ thuật chế tác và vị trí rìa lƣỡi, các nhà nghiên cứu đã chia công cụ chặt thành những phụ loại:
+ Công cụ chặt có lƣỡi ở một đầu (15 di vật). + Công cụ chặt có rìa lƣỡi dọc (4 di vật). + Công cụ chặt ¼ viên cuội (3 di vật). + Công cụ chặt có hai rìa lƣỡi (2 chiếc).
- Công cụ cắt nạo từ mảnh đá lớn
Nạo có 13 chiếc, là loại công cụ thu đƣợc đáng kể trong hang Thắm Choong. Chúng đƣợc chế tạo từ những mảnh đá lớn hay những mảnh cuội có kích thƣớc lớn, hình dáng không ổn định (5cm - 7cm). Ở những công cụ này ít thấy dấu vết ghè đẽo và tu chỉnh, kĩ thuật chế tác còn thô sơ, ít hoàn chỉnh. Với những mảnh tƣớc lớn có hình tam giác hoặc bầu dục đƣợc ghè với những nhát ghè mạnh ở phần lƣng, rìa lƣỡi mỏng, lợi dụng rìa sắc của mảnh vỡ sử dụng nhƣ công cụ, ít đƣợc gia công. Không có công cụ mảnh tƣớc kiểu Ngƣờm. Không tìm thấy hạch đá dùng tách mảnh tƣớc nhƣ ở Ngƣờm.
Số mảnh tƣớc thu đƣợc trong hang rất ít, chiếm số lƣợng không đáng kể so với toàn bộ hiện vật phát hiện đƣợc. Mảnh tƣớc ở đây có kích thƣớc lớn, hình dáng không ổn định, một vài chiếc có vết gia công lần thứ hai ở rìa cạnh nhƣng không nhiều.
- Đá nguyên liệu và những mảnh vỡ
Đây là những viên đá chƣa sử dụng đến, cụ thể là nằm trong số lƣợng đá làm nguyên liệu chế tác công cụ. Chúng có kích thƣớc to nhỏ, hình dáng khác nhau. Bên cạnh đó là những mảnh cuội bị vỡ, chƣa thấy sự gia công, có lẽ là những mảnh loại bỏ trong quá trình chế tác. Các nhà khảo cổ đã phát hiện một hòn ghè trong hố đào, với kích thƣớc vừa phải, cầm vừa tay, chiều dài khoảng 9cm.
Nhìn chung di vật đá trong hố đào thám sát ở hang Thắm Choong khá phong phú với nhiều loại hình khác nhau. Trong đó, công cụ cuội ghè chiếm số lƣợng lớn. Ngƣợc lại, mảnh tƣớc lại chiếm số lƣợng ít ỏi, không có công cụ mảnh tƣớc kiểu Ngƣờm
Ngoài công cụ đá, đã tìm thấy một số mảnh xƣơng, răng động vật nhỏ và vỏ ốc núi [167].
Trong đợt phúc tra năm 2011, các nhà khảo cổ đã phát hiện đƣợc một sƣu tập trên bề mặt bao gồm: 2 công cụ chặt rìa ngang, 4 đá nguyên liệu. Xét về loại hình và kỹ thuật chế tác, các nhà khảo cổ cho rằng những công cụ đá ở đây với xu hƣớng tiết kiệm ghè đẽo, vắng mặt kỹ thuật mài. Trong sƣu tập Thắm Choong, vắng mặt các loại công cụ điển hình của văn hóa Hòa Bình, văn hóa Bắc Sơn. Các loại hình công cụ Thắm Choong mang sắc thái đá cũ, gần gũi với loại công cụ trong văn hóa Sơn Vi, thuộc hậu kỳ Đá cũ [40].
Bộ sƣu tập Thắm Choong cũng không có công cụ mảnh tƣớc tu chỉnh nhƣ của kỹ nghệ Ngƣờm. Niên đại của Thắm Choong có thể thuộc vào giai đoạn hậu kỳ Đá cũ, tƣơng đƣơng với tầng văn hóa II ở Ngƣờm và là đại diện cho các di tích thuộc truyền thống công cụ hạch cuội ở khu vực Võ Nhai.