一九八零年六月，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所和南阳地区文物考古工作者在此发现一批旧石器和第四纪哺乳动物化石，小空山系由古老的震旦纪石灰岩构成的一座低山，山体是南北向展开，空山河从其两侧流过，在临近空山河一侧的陡壁上，有不少岩溶洞穴，其开口多向西北，高出河床约50米，这批旧石器和古脊椎动物化石，就是在山体中部上、下相邻的两个洞穴内发现的，上洞地层因群众挖“龙骨”已遭局部破坏。下沿比上洞低7米，洞宽6.4米，高3.2米，深20米。“小空山”的名字亦由此始，洞内地层已被人为严重扰动。在洞口北壁可见到1米余的灰烬层，石制品多含于该层的中、下部，以下部居多，洞的南壁亦含有石器，灰层结构坚实，与石制品结合紧密。灰烬层主要呈现灰白色，质量较轻，中多孔隙。

石器共计105件，共上洞3件，古脊椎动物化石有鬣狗、犀牛、野牛、班鹿、鹿类。下洞石器102件。包括砍砸器、刮削器、尖状器、大型三棱尖状器、石球、石核、石片等，其中下洞石核35件，石片13件，石屑14件，砍砸器15件（盘状砍砸器2件，多边形砍砸器1件）敲砸器6件，尖状器7件，刮削器8件（盘状刮削器3件，凸刃刮削器4件，直刃刮削器1件），石锤2件。石料绝大部分为石英岩砾石，个别为燧石或砂岩。

一九八七年九月，北京大学到小空山进行挖掘，上洞共出土石器150件，其中扰土层23件，第二层3件，第三层124件。下洞共出土石器55件。

从石器的打制技术和器形特点看，这批石器与陕西兰田、河南省三门峡等地发现的旧石器具有共性，当为旧石器时代早期文化遗物，其年代与一九七八年在南召县云阳镇杏花山发现的猿人牙齿化石大体相当，为更新世中期，距今约五十至二十万年，小空山与杏花山相距六里，疑为“南召猿人”遗物。它的发现，进一步证实中原地区在几十万年以前就生存着原始的人类。他们留下的文化遗物为探索中原地区原始文化的发展，研究它与周边地区诸文化的关系增添了一批新的材料。