De laag met fossielhoudend zand van Winterswijk-Miste bevindt zich zo'n 2 tot 4 meter onder een weiland. Bij toeval trof fossielenverzamelaar Henk Kolstee daar in 1968 donker gekleurde zanden aan, nadat een boer een put had gegraven. Het onderzoek naar het Tertiair kreeg door deze vondst een sterke impuls. In het zand zaten namelijk goed geconserveerde schelpen die miljoenen jaren oud bleken te zijn. Vanaf 1968 zijn grote hoeveelheden schelpen en andere fossielen in Miste verzameld. Het materiaal moet ter plekke worden gezeefd en snel worden gedroogd, omdat de fossielen anders zouden vergaan. In het sediment en in veel van de schelpen zit namelijk pyriet, dat bij blootstelling aan lucht en water zwavelzuur vormt, dat vervolgens de schelpen aantast.

Sinds die eerste opgraving in 1968 zijn er nog vele andere geweest, vaak op initiatief van de Werkgroep voor Tertiaire en Kwartaire Geologie of de Nederlandse Geologische Vereniging. Vondsten uit de opgravingen zijn aanwezig in de collecties van het Natuurhistorisch Museum Rotterdam, Naturalis Leiden, Museum Freriks te Winterswijk en bij veel particuliere verzamelaars. Onder meer in de paasvakantie van 1986 werd nog eens veertig kubieke meter sediment uitgegraven. Daarna kon men pas weer in september 2004 in Miste terecht. Voor de voorlopig laatste keer werd in september 2013 door de WTKG een ontsluiting gegraven, speciaal om hobbypaleontologen in de gelegenheid te stellen fossielen te verzamelen. Een buitenkansje waar niet alleen Nederlandse verzamelaars gretig gebruik van maakten, maar ook belangstellenden uit België, Duitsland, Frankrijk, Denemarken en zelfs Groot-Britannië. WTKG-er Stef Mermuys, organisator van de opgravingen, was één van de gelukkigste vinders: hij vond een tand van de haai Otodus megalodon en twee tanden van de zeldzame tandwalvis Squalodon.

De fauna van Miste is zeer rijk. Dit wordt duidelijk als we het aantal gevonden weekdiersoorten vergelijken met wat er in de huidige Noordzee leeft (ongeveer 600 soorten tegen ongeveer 250). In de periode waarin het sediment in Miste werd afgezet, was het een stuk warmer en de zee subtropisch. De diepte bedroeg vermoedelijk niet meer dan enkele tientallen meters en er was weinig invloed van golven en stroming. In dit kalme milieu konden dunschalige weekdiersoorten, kreeftachtigen, foraminiferen, beenvissen en kraakbeenvissen zoals haaien en roggen, uitstekend gedijen. Na hun dood raakten de organismen bedekt door sediment. Gunstige omstandigheden na de afzetting van het Miocene zand hebben er voor gezorgd dat veel van de fossielen de tand des tijds ongeschonden hebben doorstaan. Zo hebben gletsjers in de voorlaatste IJstijd (rond 130.000 jaar geleden) een dikke laag taaie keileem op de zanden afgezet. Deze laag is zo dicht van structuur dat regenwater maar weinig naar de onderliggende zandlagen kan doorsijpelen. Regenwater bevat zuren die de kalkschalen van schelpdieren kunnen oplossen. In Miste is alleen het bovenste gedeelte van de fossielhoudende zandlaag ontkalkt, maar dieper zijn schelpen en slakkenhuizen perfect bewaard gebleven; alsof de dieren pas gisteren zijn gestorven. Alleen de oorspronkelijke kleuren zijn verdwenen.

Opgravingsactie in Miste in 2008.

Kleigroeve De Vlijt is een andere vindplaats in de Achterhoek waar fossiele schelpen te vinden zijn. Deze groeve is ontstaan door het uitgraven van klei voor de fabricage van bakstenen. Het sediment van De Vlijt is van Oligocene ouderdom, een stuk ouder dus dan het Miocene sediment van Miste. Helaas wordt de omgeving van de groeve niet goed onderhouden. Er is zelfs een vuilstortplaats. Ook wordt er in de omgeving veel met bulldozers gegraven, waardoor de gelaagdheid verstoord wordt. Fossielen uit verschillende niveau's komen hierdoor elkaar te liggen, wat de wetenschappelijke waarde van de vondsten aanzienlijk vermindert. In De Vlijt zijn onder andere slakken, tweekleppige weekdieren, schelpen van inktvissen en ook haaientanden gevonden. Verder komen in de klei fraaie zwerfstenen voor. Ze zijn afkomstig uit boven de klei liggende kwartaire afzettingen.

Groenlo was ooit een derde veelbetekenende vindplaats van fossielen in de Achterhoek. Ook daar zijn Miocene fossielen naar boven gekomen tijdens het winnen van klei voor de baksteen- en dakpanfabricage. Dit gebeurde in groeve De Hoop, naast de plaatselijke steenfabriek. De door jarenlang graven ontstane kleiput stond in de volksmond bekend als ''groeve Wiegerink''. Tegenwoordig is het gebied, dat meerdere winputten omvat, bekend als ''De Leemputten''. In de kleigroeve werd tot 1931 met de schop gedolven. Walvisbotten en andere kwetsbare fossielen kwamen door deze manier van graven ongeschonden tevoorschijn. Een deel werd door de kleiwerkers apart gelegd, maar een veel grotere hoeveelheid werd weggegooid of vermalen tot kunstmest. Na 1931 ging men over op een andere manier van winning. Het delven van klei was niet langer mensenwerk, maar werd uitgevoerd door een zogenaamde 'excavateur': een machine met een lopende band van bakken die de klei afschraapte. Veel walvisbotten en haaientanden gingen daarbij verloren. Nadat de steenfabriek in 1975 stopte, is er niet meer gegraven. Inmiddels staan de winputten onder water en is het groeveterrein omgevormd tot natuurgebied.