Coord. WGS84 N 43° 09′ 50,85″ E 12° 58′ 13,16″
Quota: 565 mt

Queste due piccole grotte si aprono nelle immediate vicinanze l’una dell’altra sul versante settentrionale del Monte Gualdo a 565 e 580 m di altitudine, sulla sinistra idrografica del torrente Scarsito. Le due grotte, seppure con ingresso separato, sono in realtà parte di uno stesso sistema sotterraneo, sviluppato su di una frattura di andamento quasi verticale, che si apre nei compatti strati calcarei del Calcare massiccio, la più antica unità calcarea affiorante nella zona. La grotta di sopra ha due ingressi quasi sovrapposti: quello superiore si apre come una trincea via via più profonda all’interno del calcare che finisce in un pozzo profondo 5 m. Alla base del pozzo, tramite una breve discesa ed uno stretto passaggio, si raggiunge una saletta sub-pianeggiante da cui, risalito un muretto a secco, si esce nell’ingresso inferiore. Appena a lato, a strapiombo, si apre la grotta di sotto, la più estesa ed interessante. L’ampio e suggestivo ingresso è costituito da una specie di anfiteatro naturale dalle pareti verticali, quasi coperto dalla vegetazione. Il pavimento è in realtà costituito da un accumulo di massi di crollo, incastrati tra le pareti verticali. Numerosi buchi sul pavimento danno sul sottostante pozzo.

Nella parte più interna di questo atrio una breve galleria si sviluppa sotto un liscio soffitto inclinato, costituito da una evidente frattura nella roccia. Al di sotto del pozzo, che può essere disceso in un’unica verticale di 8 m interamente nel vuoto, la grotta prosegue nel suo andamento discendente. La diramazione più interessante è costituita da un lungo e stretto scivolo, molto inclinato, che dà su di un altro pozzo profondo 12 m, dove si raggiunge il fondo della grotta, a – 30 m dall’ingresso. In questa zona torna evidente la struttura complessiva della grotta, impiantata sulla stessa frattura sub-verticale. Gli ambienti proseguono brevemente su passaggi stretti ed alti, che si sviluppano lateralmente rispetto alla base del pozzo. Le Grotte di Marmuschio raggiungono un dislivello complessivo di ~ 45 m, dall’ingresso superiore della grotta alta al fondo di quella bassa. Pur trattandosi di due cavità fisicamente separate, rappresentano un’unica manifestazione geologica. La loro origine va legata alla presenza di mineralizzazioni ferrose all’interno di un’antica frattura nel Calcare massiccio. Piccoli depositi di minerali ferrosi (sulfuro di ferro, cioè pirite) sono abbastanza comuni nelle rocce giurassiche dell’Appennino, pur senza avere interesse economico per la scarsa quantità di minerale utile. Questi minerali in vicinanza della superficie, a contatto con le acque superficiali ricche di ossigeno si alterano a limonite, una miscela di ossidi e idrossidi di ferro dal colore giallastro o rossiccio. Residui di limonite sono visibili sulle pareti in diverse parti della grotta, in particolare presso l’ingresso inferiore della grotta alta. Nel processo di ossidazione dei sulfuri (FeS2) si liberano sostanze acide, secondo la reazione schematica: 2FeS2 + 7 O2 + 2 H2O → 2 FeSO4 + 2 H2SO4
Le piccole quantità di acido solforico (H2SO4) rilasciate durante questo processo attaccano il calcare, favorendone la dissoluzione. L’origine della grotte può essere riferita all’azione delle acque di infiltrazione superficiale, la cui capacità corrosiva era incrementata dagli acidi rilasciati per ossidazione dei solfuri. Le Grotte di Marmuschio rappresentano il più rilevante fenomeno documentato nella regione marchigiana riferibile a processi di ossidazione di depositi piritici. La grotta segue l’andamento dell’originario deposito mineralizzato, oggi totalmente distrutto. Le acque di infiltrazione hanno naturalmente proseguito la loro evoluzione con i normali meccanismi dovuti all’anidride carbonica, con azione solvente o incrostante nelle diverse parti della grotta. Nelle zone più profonde, un abbondante concrezionamento è in atto: le colorazioni rossastre delle concrezioni testimoniano la ricchezza di minerali ferrosi. L’ambiente umido della grotta inferiore rappresenta un ottimo rifugio per numerosi organismi, tra i quali si possono segnalare numerosi geotritoni, dolicopode ed altri tipi di invertebrati.