Las cuevas de refugio sirven como repositorios cruciales que proporcionan valiosos conocimientos sobre los mecanismos de deposición y los cambios ambientales del Pleistoceno tardío-Holoceno. En este estudio, realizamos un análisis estratigráfico de la sucesión de relleno de cueva más oriental dentro de la cueva Santuario della Madonna, ubicada a lo largo de las costas tirrenas del sur de Italia. Al examinar los depósitos de relleno de la cueva y su relación con las sucesiones arqueológicas de campañas de excavación anteriores, nuestro objetivo fue mejorar nuestra comprensión de la evolución sedimentaria, específicamente, la interacción entre los factores ambientales locales y globales. Se llevó a cabo un análisis sedimentológico exhaustivo, lo que permitió la identificación de tres facies sedimentarias distintas dentro de la sucesión clástica que se superpone al techo de roca caliza de la cueva. Nuestros hallazgos revelan un cambio notable en los procesos de sedimentación de la cueva, caracterizado por un vacío en la acumulación de detritos seguido de la deposición de estalactitas. Además, la presencia de rocas de gran tamaño dentro de la sucesión se atribuyó a fallos de los acantilados que sobresalen de la entrada de la cueva. Interpretamos estas rocas como posible evidencia de colapsos de la cueva inducidos por terremotos, de manera similar a los fenómenos de caída de rocas observados en las trincheras arqueológicas dentro del refugio, que muestran una fuerte correlación con eventos paleosísmicos.