Sachverhalt:
A. Die Staatsanwaltschaft IV des Kantons Zürich führt gegen X._ eine Strafuntersuchung wegen Freiheitsberaubung und weiterer Delikte. Dem ebenfalls inhaftierten Bruder von X._, Y._, wirft sie vor, seine beiden bei der Kindsmutter in der Schweiz lebenden Söhne im Rahmen der Ausübung des Besuchsrechts am 15. Oktober 2011 widerrechtlich nach Nigeria verbracht zu haben. Es bestehe der Verdacht, dass X._ sich daran beteiligt habe.
X._ wurde am 30. Mai 2012 festgenommen und am 1. Juni 2012 vom Zwangsmassnahmengericht des Bezirksgerichts Zürich in Untersuchungshaft versetzt. Mit Verfügung vom 30. August 2012 verlängerte das Zwangsmassnahmengericht die Untersuchungshaft bis am 30. November 2012. Mit Schreiben vom 25. September 2012 stellte X._ ein Haftentlassungsgesuch, welches das Zwangsmassnahmengericht am 2. Oktober 2012 jedoch abwies. Dagegen erhob X._ Beschwerde ans Obergericht des Kantons Zürich. Mit Beschluss vom 30. Oktober 2012 wies dieses das Rechtsmittel ab.
B. Mit Beschwerde in Strafsachen ans Bundesgericht vom 16. November 2012 beantragt X._, der Beschluss des Obergerichts sei aufzuheben und er selbst sei aus der Untersuchungshaft zu entlassen.
Die Staatsanwaltschaft beantragt die Abweisung der Beschwerde. Das Obergericht hat auf eine Vernehmlassung verzichtet. Der Beschwerdeführer hält in seiner Stellungnahme dazu an seinen Anträgen und Rechtsauffassungen fest.

Erwägungen:
1. Der angefochtene Entscheid betrifft die Entlassung aus der Untersuchungshaft. Dagegen ist die Beschwerde in Strafsachen nach <ref-law> gegeben. Der Beschwerdeführer nahm vor der Vorinstanz am Verfahren teil und befindet sich offenbar nach wie vor in Haft. Er ist deshalb nach <ref-law> zur Beschwerde berechtigt. Die weiteren Sachurteilsvoraussetzungen geben zu keinen Bemerkungen Anlass. Auf die Beschwerde ist einzutreten.
2. Nach <ref-law> ist Untersuchungshaft nur zulässig, wenn die beschuldigte Person eines Verbrechens oder Vergehens dringend verdächtig ist und ernsthaft zu befürchten ist, dass sie sich durch Flucht dem Strafverfahren oder der zu erwartenden Sanktion entzieht (Abs. 1 lit. a); Personen beeinflusst oder auf Beweismittel einwirkt, um so die Wahrheitsfindung zu beeinträchtigen (Abs. 1 lit. b); oder durch schwere Verbrechen oder Vergehen die Sicherheit anderer erheblich gefährdet, nachdem sie bereits früher gleichartige Straftaten verübt hat (Abs. 1 lit. c). Haft ist auch zulässig, wenn ernsthaft zu befürchten ist, eine Person werde ihre Drohung, ein schweres Verbrechen auszuführen, wahr machen (Abs. 2). Das zuständige Gericht ordnet gemäss <ref-law> an Stelle der Untersuchungshaft eine oder mehrere mildere Massnahmen an, wenn sie den gleichen Zweck wie die Haft erfüllen.
Das Obergericht bejahte sowohl den dringenden Tatverdacht als auch den besonderen Haftgrund der Kollusionsgefahr. Der Beschwerdeführer bestreitet beides.
3. 3.1 Zum dringenden Tatverdacht führt das Obergericht aus, der Bruder des Beschwerdeführers habe eingeräumt, dass er seine Söhne, A._ und B._, nach Nigeria verbracht habe. Laut der Staatsanwaltschaft sei mindestens einer der beiden später nach Italien und in der Folge wieder nach Nigeria gebracht worden. Es gebe hinreichend konkrete Anzeichen dafür, dass der Beschwerdeführer am Zurückbringen nach Nigeria im April 2012 beteiligt gewesen sei. Dies folge aus abgehörten Telefongesprächen und werde durch die detaillierten Aussagen der Mutter der beiden Kinder, C._, bestätigt.
Hinsichtlich der abgehörten Telefongespräche verweist das Obergericht insbesondere auf in der Verfügung des Zwangsmassnahmengerichts vom 1. Juni 2012 zitierte Passagen hin. Danach habe der Beschwerdeführer am 29. Januar 2012 einer unbekannten Frau mitgeteilt, dass er am Tag zuvor mit den Kindern gesprochen habe, dass eine gewisse K._ vom Staatssicherheitsdienst verhaftet worden sei, da sie angeblich die Kinder beherbergt habe, und dass er für die Freilassung von K._ dem Staatssicherheitsdienst umgerechnet Fr. 460.-- bezahlt habe. Am 3. Februar 2012 habe er einer weiteren unbekannten Frau, mutmasslich einer Tante, gesagt, es sei für ihn wegen der Sache zwischen seinem Bruder und dessen Ehefrau eine sehr turbulente Woche gewesen. Die Schweizer Regierung sei in die Sache mit dem Staatssicherheitsdienst involviert gewesen und er habe mit diesem lange verhandeln müssen. Am 14. März 2012 habe er mit einer unbekannten Frau, mutmasslich "L._" genannt, die Organisation der Rückführung "des Kinds" von Italien nach Nigeria durch eine Frau besprochen, wobei dieser Frau ein Betrag von etwa 2'500 (1'500 für sie und 1'100 für die Tickets) zu bezahlen sei. Er selbst habe noch 1'000 zu bezahlen und werde eventuell selber mit der Frau und dem Kind reisen. Am 18. März 2012 habe eine unbekannte Frau dem Beschuldigten gesagt, dass sie es für einen Fehler von dessen Bruder halte, dass die Kinder bei fremden Leuten platziert worden seien, und dass die Kinder ohne die finanzielle Hilfe des Beschwerdeführers gar nicht ernährt werden könnten. Darauf habe der Beschwerdeführer erwidert, es sei nun mal so, sie solle es akzeptieren und er glaube, die Kinder seien wohlauf. Schliesslich habe der Beschwerdeführer am 15. Mai 2012 einer unbekannten Frau mitgeteilt, er habe von Nigeria aus die Rückreise des Kinds in Italien organisiert und finanziert und es sei noch während seiner Anwesenheit in Nigeria dorthin zurückgekehrt.
Gemäss dem angefochtenen Entscheid hat C._ zudem am 20. September 2012 ausgesagt, sie habe seit dem 15. Oktober 2011 versucht, den Aufenthaltsort ihrer Kinder herauszufinden. Sie sei deshalb im Juni 2012 in Nigeria gewesen. Im Mai 2012 sei sie von der Cousine der beiden Beschuldigten darüber informiert worden, dass die Kinder voneinander getrennt worden seien, dass der Bruder des Beschwerdeführers seinen Sohn A._ nach Italien zu einer Frau verbracht habe, dass A._ von November 2011 bis April 2012 in Italien gewesen sei, dass jene Frau den Beschwerdeführer beauftragt habe, A._ in Italien abzuholen und dass der Beschwerdeführer diesen daraufhin nach Nigeria zurückgebracht habe. Letzteres habe sie auch von der Haushaltshilfe der Familie der beiden Beschuldigten in Nigeria erfahren. Schliesslich sei ihr durch einen in Uerikon (Zürich) lebenden Freund des Beschwerdeführers von dessen Frau ausgerichtet worden, dass der Beschwerdeführer ihr sagen würde, wo sich die Kinder aufhalten, wenn sie ihn aus dem Gefängnis freilassen würde. Die erwähnte Haushaltshilfe habe im Übrigen gesagt, dass die beiden Kinder in Nigeria immer wieder in andere Städte verbracht worden seien und dass dies die beiden inhaftierten Beschuldigten aus dem Gefängnis heraus organisiert hätten. Im August 2012 sei es gemäss derselben Quelle zwischen dem Vater der Beschuldigten, dem Onkel, der Schwester und weiteren Personen zu Gesprächen über die Kinder gekommen. Der Onkel und die Schwester hätten zugesagt, dass sie bis Ende August die Kinder herausgeben würden. Die Herausgabe sei aber nicht erfolgt und der Onkel habe gesagt, man brauche mehr Zeit. Später habe er ihren Bruder angerufen und gesagt, man warte auf den Befehl der beiden Beschuldigten.
3.2 Der Beschwerdeführer rügt, die abgehörten Telefongespräche lägen erst in der Form von Zusammenfassungen vor, obwohl die Staatsanwaltschaft schon fünf Monate Zeit gehabt habe, Wortprotokolle zu erstellen. Dies widerspreche dem Beschleunigungsgrundsatz und führe zur Unverwertbarkeit dieses Beweismittels für das Haftprüfungsverfahren. Er selbst habe sich dennoch Mühe gegeben, den Hintergrund der Gespräche zu erklären. Beispielsweise habe es sich beim Gespräch mit L._ um deren Kind gehandelt, von dem sie behaupte, er sei der Vater. Weil er bis zu diesem Zeitpunkt seinen angeblichen Sohn noch nie gesehen habe, sei er gegenüber den Forderungen von L._, er solle für die Kosten eines Flugtickets von Italien nach Nigeria aufkommen, verhandlungsbereit gewesen. Diese Erklärung sei überdies viel plausibler als jene, wonach eines oder beide der Kinder seines Bruders nach Italien gebracht worden seien. Bei den Aussagen der Kindsmutter handle es sich sodann um Geschichten, die diese nur vom Hörensagen kenne und die nicht überprüfbar seien. Zudem bestehe ein Widerspruch zwischen der Behauptung, der Beschwerdeführer habe A._ von Italien nach Nigeria gebracht und dem Inhalt des abgehörten Telefongesprächs mit L._, die Geld für ein Flugticket verlangt habe, für eine Reise also, die bestimmt nicht er selbst unternehmen sollte. Im Weiteren sei er damals gar nicht über Italien nach Nigeria geflogen.
3.3 Das Bundesgericht hat bei der Überprüfung des dringenden Tatverdachts keine erschöpfende Abwägung sämtlicher belastender und entlastender Beweise vorzunehmen. Zu prüfen ist vielmehr, ob genügend konkrete Anhaltspunkte für eine Straftat und eine Beteiligung des Beschwerdeführers daran vorliegen, die Untersuchungsbehörden somit das Bestehen eines dringenden Tatverdachts mit vertretbaren Gründen bejahen durften. Im Haftprüfungsverfahren genügt der Nachweis von konkreten Verdachtsmomenten, wonach das inkriminierte Verhalten mit erheblicher Wahrscheinlichkeit die fraglichen Tatbestandsmerkmale erfüllen könnte. Das Beschleunigungsgebot in Haftsachen lässt keinen Raum für ausgedehnte Beweismassnahmen. Zur Frage des dringenden Tatverdachts hat das Haftgericht weder ein eigentliches Beweisverfahren durchzuführen noch dem erkennenden Strafgericht vorzugreifen. Vorbehalten bleibt allenfalls die Abnahme eines liquiden Alibibeweises (zum Ganzen: <ref-ruling> E. 3.2 S. 126 f. mit Hinweisen).
3.4 Die Frage, ob strafprozessuale Beweisverwertungsverbote vorliegen, ist grundsätzlich vom Strafrichter zu beurteilen. Im Haftprüfungsverfahren reicht es aus, wenn die Verwertbarkeit der Beweismittel, welche den Tatverdacht begründen, nicht von Vornherein als ausgeschlossen erscheint (Urteile 1B_326/2009 vom 11. Mai 2010 E. 4.2, nicht publ. in: <ref-ruling>; 1B_179/2012 vom 13. April 2012 E. 2.4 mit Hinweisen).
Der Umstand, dass die abgehörten Telefongespräche noch nicht übersetzt worden sind, sondern erst Zusammenfassungen vorliegen, hat keinen Einfluss auf deren Verwertbarkeit. Indessen könnte eine allfällige Verletzung des Beschleunigungsgebots zu einer entsprechenden Feststellung im Dispositiv oder, in schweren Fällen, zur Haftentlassung führen (<ref-ruling> E. 3.1 S. 96; 118 E. 2.2 f. S. 121 f.; je mit Hinweisen). Derzeit ist eine Verletzung des Beschleunigungsgebots jedoch noch zu verneinen. Da dem Wortlaut der einzelnen Telefongespräche für die Begründung des Tatverdachts und für das Strafverfahren insgesamt eine grosse Bedeutung zukommt, ist die Übersetzung jedoch dringlich. Indessen ist auch darauf hinzuweisen, dass die Zusammenfassungen relativ detailliert sind und die aufgezeichneten Telefongespräche dem Beschwerdeführer an den Einvernahmen im Originalton vorgespielt wurden, soweit sie für die betreffende Einvernahme relevant waren. Somit konnte sich dieser immerhin dazu äussern.
3.5 Was der Beschwerdeführer gegen die sich auf die Telefonabhörungen und auf die Aussage der Kindsmutter stützende Argumentation des Obergerichts weiter vorbringt, vermag nicht zu überzeugen. So ist die Erklärung, beim Gespräch mit L._ habe es sich um ein eigenes, uneheliches Kind gehandelt, im Kontext der weiteren zitierten Gespräche nicht plausibel. Dabei ist insbesondere an das vom Zwangsmassnahmengericht angeführte Gespräch vom 18. März 2012 zu denken, bei welchem eine unbekannte Frau dem Beschuldigten gesagt haben soll, dass sie es für einen Fehler von dessen Bruder halte, die Kinder bei fremden Leuten zu platzieren, und dass die Kinder ohne die finanzielle Hilfe des Beschwerdeführers gar nicht ernährt werden könnten. Die Interpretation der Vorinstanz wird zudem von der Aussage der Kindsmutter gestützt. Dass diese nicht von unmittelbaren eigenen Wahrnehmungen berichtet, sondern wiedergibt, was ihr Bekannte in Nigeria zugetragen hatten, beeinträchtigt die Glaubhaftigkeit ihrer Aussage nicht. Schliesslich ist auch nicht ersichtlich, weshalb die Einschätzung der Vorinstanz in Widerspruch zum Telefongespräch mit L._ stehen sollte. Dass diese Geld für ein Flugticket verlangt hat, bedeutet nicht, dass die betreffende Reise ohne den Beschwerdeführer stattgefunden hat.
Insgesamt verletzt es kein Bundesrecht, von einem dringenden Tatverdacht in Bezug auf Art. 183 (Freiheitsberaubung und Entführung) und <ref-law> (Entziehen von Unmündigen) auszugehen. Die Rüge des Beschwerdeführers ist unbegründet.
4. 4.1 Der Beschwerdeführer bestreitet das Vorliegen von Kollusionsgefahr. Er macht geltend, sein Bruder belaste ihn nicht. Somit habe er kein Interesse, mit diesem zu kolludieren. Auch in Bezug auf C._ bestehe keine Beeinflussungsgefahr. Sie sei bereits einvernommen worden und es gebe keinen Grund, weshalb sie ein weiteres Mal befragt werden sollte. Am 1. November 2012 habe zudem die Einvernahme von M._ und am 15. November 2012 eine Konfrontationseinvernahme zwischen ihm selbst und seiner früheren Ehefrau stattgefunden. Es habe sich dabei nichts Belastendes ergeben und es sei nicht ersichtlich, weshalb eine weitere Einvernahme angeordnet werden sollte.
4.2 Das Obergericht legt dar, gemäss der zusammenfassenden Übersetzung des Telefonats vom 28. Februar 2012 habe der Beschwerdeführer gegenüber seinem Gesprächspartner erwähnt, er kommuniziere manchmal mit seinem Bruder. Laut der zusammenfassenden Übersetzung des Telefonats vom 3. Februar 2012 habe sodann ein Priester, der auch im Gefängnis arbeite, dem Beschwerdeführer mitgeteilt, er habe für ihn eine Nachricht von seinem Bruder, wolle aber nicht am Telefon sprechen. Der Priester und der Beschwerdeführer hätten darauf ein Treffen vereinbart. Angesichts dieser Telefonate liege der Schluss sehr nahe, dass der damals noch nicht inhaftierte Beschwerdeführer mehrfach, auf welche Art auch immer, mit seinem im Gefängnis befindlichen Bruder Informationen über den Gegenstand des Verfahrens ausgetauscht habe. Eine Beeinflussung gelte es auch gegenüber C._ zu vermeiden. Sie unternehme offenbar nach wie vor Anstrengungen, um den Aufenthaltsort ihrer Kinder herauszufinden. Sie werde deshalb wohl weitere Informationen erlangen. Der Beschwerdeführer wisse, dass er von ihr erheblich belastet werde und er kenne sie zudem gut. Auch in Bezug auf die frühere Ehefrau des Beschwerdeführers und M._ bestehe die Gefahr der Kollusion, auch wenn einzuräumen sei, dass beide den Beschwerdeführer bisher nicht belastet hätten. Die Einvernahmen dieser beiden Personen stünden noch bevor. Zudem gehe aus den Aussagen von C._ hervor, dass eine Botschaft des Beschwerdeführers von seiner Ehefrau und von M._ an C._ weitergeleitet worden sei. Gemäss dieser Botschaft würde der Beschwerdeführer ihr sagen, wo sich die Kinder aufhalten, wenn sie ihn aus dem Gefängnis freilassen würde. Es sei damit naheliegend, dass auch M._ mehr wisse bezüglich des dem Beschwerdeführer vorgeworfenen Verhaltens.
4.3 Die strafprozessuale Haft wegen Kollusionsgefahr soll verhindern, dass die beschuldigte Person die Freiheit dazu missbraucht, die wahrheitsgetreue Abklärung des Sachverhalts zu vereiteln oder zu gefährden. Konkrete Anhaltspunkte für Kollusionsgefahr können sich nach der Rechtsprechung des Bundesgerichts namentlich ergeben aus dem bisherigen Verhalten des Beschuldigten im Strafprozess, aus seinen persönlichen Merkmalen, aus seiner Stellung und seinen Tatbeiträgen im Rahmen des untersuchten Sachverhalts sowie aus den persönlichen Beziehungen zwischen ihm und den ihn belastenden Personen. Bei der Frage, ob im konkreten Fall eine massgebliche Beeinträchtigung des Strafverfahrens wegen Verdunkelung droht, ist auch der Art und Bedeutung der von Beeinflussung bedrohten Aussagen bzw. Beweismittel, der Schwere der untersuchten Straftaten sowie dem Stand des Verfahrens Rechnung zu tragen. Nach Abschluss der Strafuntersuchung bedarf der Haftgrund der Kollusionsgefahr einer besonders sorgfältigen Prüfung (<ref-ruling> E. 4.2 S. 127 f. mit Hinweis).
4.4 Aus dem angefochtenen Entscheid und der Beschwerdeantwort der Staatsanwaltschaft geht hervor, dass die erwähnten Personen (der Bruder und dessen frühere Frau, die frühere Frau des Beschwerdeführers selbst und M._) im Zeitpunkt des angefochtenen Entscheids bereits einvernommen worden waren oder dass dies seither geschehen ist. Dies ist bei der Beurteilung der Kollusionsgefahr zu berücksichtigen, ist aber nicht allein massgebend. Denn das Gericht erhebt an der Hauptverhandlung (auch bereits ordnungsgemäss erhobene) Beweise nochmals, sofern die unmittelbare Kenntnis des Beweismittels für die Urteilsfällung notwendig erscheint (<ref-law>; Urteil 1B_188/2012 vom 19. April 2012 E. 3.6). Für die Annahme von Kollusionsgefahr spricht, dass die abgehörten Telefonate konkrete Anzeichen dafür liefern, dass der Beschwerdeführer und sein Bruder sich über das Verfahren zu einem Zeitpunkt austauschen konnten, wo letzterer bereits inhaftiert war. Die Staatsanwaltschaft hat in diesem Zusammenhang vor der Vorinstanz darauf hingewiesen, dass in der Zelle des Bruders des Beschwerdeführers Zettel gefunden wurden, die an verschiedene Personen gerichtete Anweisungen darüber enthielten, wie mit den Kindern zu verfahren sei. Als man die Zelle durchsucht habe, habe er versucht, mindestens einen der Zettel zu verschlucken. Auch wenn dieses Verhalten nicht dem Beschwerdeführer zuzurechnen ist, lässt es auch Rückschlüsse auf die von ihm ausgehende Kollusionsgefahr zu. Zu berücksichtigen ist zudem, dass die Einvernahme der genannten Personen bisher insofern eingeschränkt war, als erst zusammenfassende Übersetzungen der abgehörten Telefonate vorlagen. Es ist somit möglich, dass die Strafverfolgungsbehörden nach Abschluss der vollständigen Übersetzung auf Textstellen stossen, mit welchen sie den Beschwerdeführer oder andere Personen konfrontieren wollen, ohne dass zuvor eine Absprache möglich gewesen ist.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass Anzeichen dafür bestehen, dass es der Beschwerdeführer bereits geschafft hat, mit seinem Bruder über den Verfahrensgegenstand zu kommunizieren. Er hat ein erhebliches Interesse daran, sich mit diesem und weiteren Personen abzusprechen, damit keine widersprüchlichen Aussagen entstehen. Da die Untersuchung noch nicht abgeschlossen ist und insbesondere weil noch keine vollständige Übersetzung der Telefonprotokolle vorliegt, besteht die Gefahr, dass der Beschwerdeführer die Freiheit dazu missbrauchen könnte, die Abklärung des Sachverhalts zu behindern. Es ist deshalb nicht zu beanstanden, dass das Obergericht die Kollusionsgefahr bejaht hat. Die betreffende Rüge des Beschwerdeführers ist ebenfalls unbegründet.
5. Die Beschwerde ist abzuweisen. Der Beschwerdeführer ersucht um unentgeltliche Prozessführung und Rechtsverbeiständung. Da die gesetzlichen Voraussetzungen erfüllt sind, kann dem Gesuch entsprochen werden (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird gutgeheissen.
2.1 Es werden keine Gerichtskosten erhoben.
2.2 Rechtsanwalt Adrian Blättler wird zum unentgeltlichen Rechtsbeistand ernannt und für das bundesgerichtliche Verfahren aus der Bundesgerichtskasse mit Fr. 1'000.-- entschädigt.
3. Dieses Urteil wird dem Beschwerdeführer, der Staatsanwaltschaft IV und dem Obergericht des Kantons Zürich, III. Strafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 6. Dezember 2012
Im Namen der I. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Fonjallaz
Der Gerichtsschreiber: Dold