Οι ανασκαφές στη βραχονησίδα ‘Βρυοκαστράκι’ απέναντι από το ‘Βρυόκαστρο’, την αρχαία πόλη της Κύθνου, έφεραν στο φως σημαντικά ευρήματα,
μεταξύ των οποίων, εκτεταμένη πρωτοβυζαντινή εγκατάσταση με τμήμα του παράκτιου τείχους και πύλη, παλαιοχριστιανική βασιλική, καθώς και μνημειώδεις κατασκευές που ανήκουν σε σημαντικό ιερό της αρχαιότητας.
Σύμφωνα με το Υπουργείο Πολιτισμού στο νότιο ανώτερο πλάτωμα της νησίδας αποκαλύφθηκε μνημειώδες ανάλημμα, μήκους σχεδόν 22 μέτρων, που προσωρινά μπορεί να χρονολογηθεί στους κλασικούς χρόνους, τόσο από την ισόδομη τοιχοποιία του, όσο και από την κεραμεική που συλλέχθηκε εντός του στρώματος ‘λατύπης’ που συνδέεται με την κατασκευή του.
Τα ευρήματα είναι εξαιρετικής ποιότητας κεραμεική των Γεωμετρικών και αρχαϊκών χρόνων, καθώς και ορισμένα ευρήματα αναμφίβολα αναθηματικού χαρακτήρα (μικρογραφικά αγγεία, πήλινα γυναικεία ειδώλια, κ.ά.).
Σε απόσταση 5 μέτρων ανατολικά του αναλήμματος, ο λαξευμένος βράχος σχηματίζει ορθογώνιο έξαρμα διαστάσεων 11×4 μ. περίπου, εξαιρετικά διαβρωμένο σήμερα, το οποίο φαίνεται ότι ταυτίζεται με μνημειώδη βωμό.
Το ανάλημμα σχηματίζει ένα είδος κρηπίδας ύψους 4,50 μ., δυτικά του οποίου ο φυσικός βράχος σχηματίζει ένα ευρύχωρο άνδηρο με πολυάριθμα ίχνη από αρχαία λαξεύματα, ορισμένα από τα οποία φαίνεται ότι σχετίζονται με κάποιο μνημειώδη ναό που προφανώς είχε ιδρυθεί εδώ.
Η προσεκτική μελέτη των λαξευμάτων αυτών ίσως επιτρέψει να αποσαφηνιστεί ως έναν βαθμό η μορφή του κλασικού-ελληνιστικού ναού.
Η ταυτότητα της λατρευόμενης θεότητας παραμένει άγνωστη προς το παρόν.
Η ανθρώπινη δραστηριότητα της πρωτοβυζαντινής περιόδου είναι έντονη και η διατάραξη των παλαιότερων κτηρίων μεγάλη. Πολυάριθμοι τοίχοι και ευρύχωροι χώροι χρησιμοποίησαν εν μέρει τις ερειπωμένες σε κάποιο βαθμό αρχαίες δομές. Η υστερότερη κεραμεική χρονολογείται στα τέλη του 6ου και στο πρώτο μισό του 7ου αιώνα μΧ.
Μετά την περίοδο αυτή φαίνεται ότι εγκαταλείπεται η πόλη της Κύθνου και οι κάτοικοί της μετακινήθηκαν στο Κάστρο της Ωριάς, τη μεσαιωνική πρωτεύουσα του νησιού.
Η εντατική πρωτοβυζαντινή χρήση της βραχονησίδας, η οποία φαίνεται ότι ήταν η περιοχή όπου συρρικνώθηκε η πόλη στην ύστερη αρχαιότητα, διαρκεί μέχρι τουλάχιστον τον 7ο αιώνα οπότε και εγκαταλείπεται, όπως και από τα ευρήματα στις άλλες δύο θέσεις που ερευνήθηκαν.
Η παράκτια οχύρωση της ύστερης αρχαιότητας,σύμφωνα με το υπουργείο, προστάτευε το αδύναμο ανατολικό τμήμα της βραχονησίδας. Οι υπόλοιπες πλευρές ήταν απροσπέλαστες λόγω της κατακόρυφης διαμόρφωσης των βράχων. Στην εσωτερική πλευρά της είχαν κτιστεί πολυάριθμα επάλληλα ορθογώνια δωμάτια, σε ένα από τα οποία εντοπίστηκε χάλκινος φόλλις του αυτοκράτορα Μαυρικίου Τιβερίου (582-602).
Η έρευνα λίγο βορειότερα έφερε στο φως την κύρια είσοδο της οχύρωσης, πιθανόν προστατευμένη με πύργο. Η οχύρωση της ύστερης αρχαιότητας εδράζεται πάνω σε παλαιότερη, πιθανώς των αρχαϊκών χρόνων, φάση με την οποία φαίνεται να συνδέονται χώροι εν μέρει λαξευμένοι στο φυσικό βράχο.
Από τις αναμοχλευμένες επιχώσεις των πρωτοβυζαντινών χρόνων προέρχονται και λίγα ευρήματα (κεραμεική και εργαλεία από οψιανό) της Πρωτοκυκλαδικής περιόδου, καθώς και σημαντικές ποσότητες κεραμεικής των Γεωμετρικών έως ρωμαϊκών χρόνων.
Σε ψηλότερο άνδηρο, αλλά αξονικά με την είσοδο της πρωτοβυζαντινής οχύρωσης, ολοκληρώθηκε φέτος η ανασκαφή του εσωτερικού της τρίκλιτης παλαιοχριστιανικής βασιλικής. Από την σχεδόν τετράγωνη κάτοψη εξέχει ανατολικά η αψίδα του ιερού.
Οι εξωτερικές είσοδοι ανοίγονται στους πλάγιους τοίχους του νάρθηκα, αφού δυτικά το έδαφος ήταν υπερυψωμένο. Η ανισοσταθμία των δαπέδων των χώρων οφείλεται στη μορφολογία του εδάφους. Κάθε κλίτος επικοινωνούσε απευθείας με τον νάρθηκα.
Η εκκλησία διαθέτει προσκτίσματα προς βορρά και νότο, από τα οποία ερευνήθηκε το βόρειο, που είχε απ’ ευθείας πρόσβαση στο εσωτερικό του ναού.
Το μνημείο έχει σύνθετη οικοδομική ιστορία: διακρίνονται τρεις κύριες φάσεις. Από αυτές, σημειώνεται εκείνη όπου ο διαχωρισμός των κλιτών γίνεται με εναλλασσόμενους πεσσούς και κίονες, καθώς και η τελευταία όπου τα μετακιόνια σφραγίζονται αφήνοντας μικρές διόδους μεταξύ των κλιτών. Στη θέση του διατηρείται το φράγμα του πρεσβυτερίου, αλλά και τμήματα του αρχιτεκτονικού διακόσμου.
Στο κτήριο είχαν χρησιμοποιηθεί ως spolia (σ.σ. αρχιτεκτονικά μέλη από παλαιότερα μνημεία) μαρμάρινα μέλη, όπως επενδύσεις αρχαίων μνημείων, βάθρα, έλικα ιωνικού κιονοκράνου πιθανώς αρχαϊκών χρόνων και τραπεζοφόρο σε δύο θραύσματα με απόληξη λεοντοπόδαρου.
Ένα ανοικτό πήλινο αγγείο βρέθηκε στο νότιο κλίτος, σε επαφή με το φράγμα του πρεσβυτερίου. Δύο αποσπασματικά σωζόμενες επιγραφές βρέθηκαν στο νάρθηκα, η μία στοιχηδόν των αρχών του 4ου αι. π.Χ., η άλλη, χαραγμένη σε tabula ansata, τιμητική του αυτοκράτορα Βεσπασιανού ή Δομιτιανού του 1ου αι. μ.Χ.
Το ανασκαφικό πρόγραμμα διενεργείται από το Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, υπό τη διεύθυνση του Καθηγητή Κλασικής Αρχαιολογίας Αλεξάνδρου Μαζαράκη σε συνεργασία με την Εφορεία Αρχαιοτήτων Κυκλάδων, υπό τη διεύθυνση του Εφόρου Δρος Δημήτρη Αθανασούλη.