概要.
本作では『八つ墓村』と同じように鍾乳洞の中で事件が発生する。作者は『八つ墓村』執筆の際に、モデルとして紹介してもらった村の近くに鍾乳洞があり、以前に海外作品の『鍾乳洞殺人事件』という作品を読んだことがあることから、俄然興味が盛り上がったと述べており、本作の冒頭においても、舞台となる射水に鍾乳洞が多いと聞いた金田一に『八つ墓村』のことを思い出させている。
なお、本作の舞台の「信州の射水」は架空の地名で、富山県の射水市とは無関係である。金田一は射水を訪れるのは初めてで、神崎署長とも初対面だが、「『犬神家の事件』の際に大働きをやってのけたので、信州の警察界では尊敬の念をもって、その名を記憶されている」ことから、事件が起きた際、神崎署長は初めから金田一に助言を仰いでいる。
あらすじ.
射水に着いた金田一は、矢部家に向かう途中、異国風の教会の前に集まっている人々から、ちょうど鮎川君江が教会にお参りしており、君江とマリが玉造家に滞在していることを聞く。さらに、教会から出てきた君江を見た頬に傷痕のある男が「と、朋子！」と叫ぶのを聞く。
朋子は敵同士の相手の矢部家の長男、慎一郎と恋仲になり、鍾乳洞の奥で落ち合って駆落ちしようとしていたところ、それが杢衛に知れる。杢衛は慎一郎と現在その妻となっている峯子を結婚させようとしていたこともあって激怒、慎一郎を閉じ込めるとともに次男の英二に朋子を連れて来させようとしたが、英二が殺されてしまったのだという。しかも、その手には朋子の着物の片袖が握られていたのだという。容疑をかけられた朋子が語るには、英二につかまり必死に逃げようと抵抗しているうちに、片袖がちぎれたもので、殺してなどいないということだった。だが、警察が頭から朋子が犯人に違いないと引っ張っていこうとしたため、絶望のあまり鍾乳洞に飛び込んで自殺したのだと。しかし、底なしの井戸に身を投げたらしい朋子の死骸は見つからず、しかも井戸の側に「あたしはいきます。でも、いつかかえってきます。蝶が死んでも、翌年また、美しくよみがえってくるように。」との書置きが残されていたという。