Процесс перехода окиси железа из одного состояния в другое является очень сложным и дает много форм, которые находят отражение в спектре рыхлых красителей. Из подобных конкреций мы получали не только красную, но и охристых тонов пудру. Это характерно, например, для переходного состояния от гётита к гематиту. Гидроокислы железа типа гётита дают, как правило, настоящую охру. Гематит и магнетит дают темно-красные тона. Большое значение для цвета имеет также участие окислов алюминия и каолинита. Проблема получения темно-вишневой краски палеолитическими людьми решена экспериментально очень надежно. Краску более светлых алых тонов первобытные люди, по-видимому, добывали из плиоценовых и более древних кор выветривания. Основу красящего вещества и в этой краске составляют окислы железа при большом влиянии гидроокислов алюминия. Тонкие глинистые частицы полностью прокрашены, и вся масса в целом имеет плотный густой красный цвет.
Сложнее обстоит дело с анализом черной краски, встречающейся в наскальных росписях и на некоторых костяных предметах. Ее могли получать из древесного и костного угля. Но на многих предметах в Костенках на Дону и в Межиричах в бассейне Днепра черная краска имеет вороненый оттенок металла. Уголь не дает такого оттенка. Судя по анализам из пещеры Ляско, такая краска получалась из двуокиси марганца. В Ляско найдено более сотни кусочков окиси марганца, использовавшихся для нанесения черных рисунков. По-видимому, и в Восточной Европе для получения черной краски наряду с углем использовалась также двуокись марганца. Данные спектральных анализов, выполненных в лаборатории ЛОИА АН СССР В.А. Галибиным, указывают на неоднородность черных красителей. Один из образцов черного цвета, отобранный из культурного слоя стоянки Межиричи (материалы Н.Л. Корниец), показал в своем составе до 30 % двуокиси марганца.
Результаты качественных спектральных анализов и изучение внешнего вида, структуры и магнитности образцов красок из костенковских стоянок, Авдеева и Межиричей показали следующие результаты. Желтые красители типа охры настоящей представляют собой лимониты. Экспериментальный обжиг кусочков лимонита из сеноманских песков в Костенках показал, что при нагревании их образуется ярко-вишневый краситель с сильно магнитными свойствами (магнетит). Бурые, красные и темно-вишневые красители представляют собой окислы железа в виде гематита. Более светлые по тону образцы имеют примесь кремнезема или глинистых частиц. Один образец из Костенок 21 показал около 30 % двуокиси марганца. Все красители содержат в большей или меньшей степени кремнезем и глинистые частицы.
Анализы красок из верхнего культурного слоя Костенок 1, растертые в ступке и нанесенные тонким слоем на бумагу, показали результаты, аналогичные результатам анализов по кусочкам. Желтые тона получались из охристого лимонита, а ярко-красные и темно-вишневые красители добывались из гематита.
Данные анализы, к сожалению, фиксируют только кристаллические компоненты фазового состава минералов (аморфные компоненты рентгеноструктурным анализом не обнаруживаются) и касаются только основных составляющих минеральной смеси, поскольку минералы в концентрациях менее 5-10 % обычно не фиксируются.
В процессе раскопок второго жилого комплекса верхнего культурного слоя Костенок 1 было обнаружено несколько ямочек разной формы, в которых хранились различные краски: темно-вишневая, алая, охра настоящая и белая. В одной из ямочек было встречено более 3 кг чистой красной глинистой краски. На палеолитической стоянке Борщево 2 в верхнем культурном слое П.П. Ефименко в 1923 г. найдена одна из створок раковины моллюска, наполненная ярко-красной краской, которая была «предварительно растерта и с чем-то смешана» (Ефименко П.П., 1953, с. 299).
Интересная находка сделана в 1976 г. при раскопках Гмелинской стоянки в Костенках. В культурном слое в чистом суглинке было обнаружено ребро мамонта, окрашенное в красный и черный цвета. Краска сохранилась пятнами, причем можно предположить, что она стерта на том участке, за который это ребро удобно держать в руке. В некоторых местах можно проследить, как красная краска перекрывает черную. Особенно интенсивно окрашена головка ребра, имеющая легкую замятость в результате ударов. Можно предположить, что это ребро представляло собой ударник, наподобие роговых и костяных колотушек, употреблявшихся в Мезине в качестве музыкальных инструментов (Бибиков С.Н., 1981).