L'ambiente fisico complessivo del roccione di San Marco ad Ovest dell'abitato di Cassano Allo Ionio è strettamente legato alle naturali cavità carsiche ivi esistenti:
L'attestazione di frequentazione umana accentrata va dal Neolitico Medio (metà del IV millennio a.C.) alla fine del bronzo. Le Grotte di Sant'Angelo pertanto, rappresentano un momento fondamentale negli studi della preistoria calabrese.
Le prime indagini archeologiche sono state effettuate tra il 1962 e 1964 dal professore Santo Tinè che, attraverso saggi stratigrafici ha riassunto le varie epoche di frequentazione. Tra il 1977 e il 1979, la commissione Grotte " Eugenio Boegan" di Trieste ha organizzato una campagna di ricerche sul fenomeno del carsismo nel territorio del Comune di Cassano Allo Ionio, eseguendo il censimento di gran parte della cavità e il rilevamento completo di 16 grotte carsiche, delle quali le maggiori risultate essere la Grotta Inferiore e Superiore di Sant'Angelo, avendo entrambe uno sviluppo complessivo dei vani superiore al chilometro.
La geologia dell'area presenta notevoli depositi composti di gesso, argille, sabbie e detriti di falda prevalentemente carbonitica. L'interno delle Grotte si presenta con interessanti fenomeni di carsismo, con diffusi esempi di spettacolari stalattiti e stalagmiti, che alimentano la fantasia a somiglianze svariate.
 La serie degli scavi, eseguiti dal 1978 al 1982, ha evidenziato la destinazione funeraria della Grotta denominata "Pavolella", rarissimo di cremazione in età neolitica ed il ritrovamento di ceramica figulina acroma e ceramica dipinta a bande. Il gruppo " Boegan" esplorò anche la cosiddetta "Vucco Ucciardo" (Bocca Bugiarda), l'unica cavità rivenuta nel rilievo di Pietra Castello, la cui apertura è posta nella parte orientale dell'abitato di Cassano Allo Ionio, poco sopra gli impianti della fonte sulfurea. Le ricerche all'interno delle Grotte hanno riportato alla luce barie ceramiche di uso quotidiano, quali orcioli, bollitori per latte, tazze da filtro, mentre grandi contenitori (dolii) venivano utilizzati per la conservazione di derrate alimentari.
Tra i materiali di corredo, di notevole valore artistico nello studio della preistoria a Cassano Allo Ionio, è una statuetta femminile di ceramica figulina dipinta alta 5.5 cm., che nella semplicità del modellato presenta distinguibili le parti anatomiche: braccia ripiegate verso il ventre, glutei prominenti, capelli fluenti sulle spalle resi da una colorazione bruna su sfondo rossiccio e con solcature, sul volto e sul petto chiari segni di pittura indicano le presenze di monili. La presenza consistente di Ossidiana, minerale utilizzati per creare utensili adatti al taglio sia domestico che per acconciare pelli di animali, lascia presupporre uno scambio permanente con LIPARI e le altre zone di eruzione.
Il sistema carsico di Cassano Allo Ionio (2.563 mt.) esplorato offre una complessità di sviluppo che per ora, è conosciuto solo in minima parte. Le Grotte esplorate dalla "Commissione Boegan" di Trieste sono l'inizio di una serie di altre cavità, basta citare che negli ultimi anni, ad opera di speleologi cassanesi e del "Gruppo Speleologico Sparviero" di Alessandria del Carretto in provincia di Cosenza, sono stati scoperti altri interessanti sistemi. In queste altre Grotte, identificate a sud di "Casa Drago", sono emerse delle spettacolari forme di vegetazione con piccoli filamenti ed una radice conficcata nel suolo. Questi arbusti non superano i 35 cm. di altezza e si trovano quasi sempre a contatto con una stalattite e, quindi, dalla costante caduta della roccia calcarea. La presenza è sporadica, ma in alcuni casi se ne possono contare raggruppamenti di oltre una quarantina di esemplari. Tale fenomeno, portato a conoscenza al mondo speleologico nazionale, desta un notevole anche perché la sua rarità è stata ampiamente accertata.