Меловой жемчуг (135 млн. лет назад) наиболее разнообразен. Он впервые зафиксирован в 1885 г., но не в виде отдельных жемчужин, а в форме углублений — ямок в отпечатках, оставшихся от иноцерамов — пластинчатожаберных моллюсков, десятки миллионов лет назад живших на дне мелового моря. Отпечатки моллюсков с подобными углублениями найдены в Японии и Южной Африке. Углублений, по форме зависящих от формы жемчужины, насчитывается от 1 до 50 и больше.

Первые пять настоящих жемчужин, окрашенных окислами железа и поэтому красновато-бурых, были выявлены в 1919 г. в раковине Exogyra texana. Одна жемчужина приросла к раковине, а четыре другие имели почкообразную форму. Все жемчужины были тусклыми. В 1928 г. в Калифорнии в раковинах иноцерамов нашли 10 сероватых жемчужин, лишенных всякого блеска. Поверхность многих из них была интенсивно пигментирована окислами железа. 1940 год ознаменовался находкой в штате Канзас в раковинах иноцерамов (и вне их) 43 жемчужин, самые крупные из которых достигали 35 мм. Недавно в Канзасе ископаемый морской жемчуг обнаружили в рудистах — двустворчатых моллюсках, живших в далекое меловое время на дне моря вместе с кораллами.

В эоценовых (58 млн. лет назад) и миоценовых (25 млн. лет назад) породах ископаемый морской жемчуг встречается реже. В эоцене на севере Англии его нашли в заметном количестве (130 тусклых жемчужин) в 1926 г. в раковинах Pinna. В США ископаемый жемчуг обнаружен в эоцене в раковине Pteria, а в миоцене в раковинах Isognomon maxilata, Mulinia lateralis, Glycymerys subovata, Panope americana.

На территории Венского бассейна ископаемый жемчуг известен в среднемиоценовых породах близ Корнеубурга (севернее Вены). Особенно крупные жемчужины найдены в раковинах Mytilus [Bachmayer, Binder, 1967]. В плиоцене (3 млн. лет назад) штата Флорида (США) один экземпляр вымершего роющего моллюска Panope floridana содержал 43 ископаемые жемчужины, из которых 24 имели неправильную форму и были прикреплены к одной из створок. В отложениях позднейшей из ледниковых эпох — плейстоценовой (11 млн. лет назад) — во Флориде ископаемый жемчуг известен в раковине моллюска Arca transversa. В Канаде (близ острова Корнуоллис) с этими отложениями связана находка двух ископаемых жемчужин величиной порядка 0,35 мм.

Многие исследователи, изучая аминокислотный состав раковин современных и ископаемых (эоцен, мел) моллюсков, установили, что в конхиолине перламутрового слоя современных раковин преобладают глициновая, аламиновая, сериновая и аспаргиновая кислоты, тогда как в конхиолине призматического слоя — лишь глициновая и аспаргиновая. В призматическом слое ископаемых раковин, кроме высокого содержания глицина и аспаргина, содержится значительное количество аламина, серина и глутамина. Причину отмеченных различий аминокислотного состава раковин авторы не объяснили.

Первоначальный цвет жемчуга при переходе в ископаемое состояние сохраняется очень редко. Если раковина и находящийся в ней жемчуг ассоциируют с меловыми отложениями, то они, как правило, белые. Олигоценовый ископаемый жемчуг, находящийся во Франкфуртском музее, имеет фиолетовую окраску. Ископаемый жемчуг из моллюсков Венского бассейна (более 13 млн. лет назад), хранящийся в Музее естественной истории в Вене, обнаруживает остатки розового цвета. Третичный жемчуг США белый, серый, блестящий. Это отнюдь не драгоценный жемчуг. Лишь более 20 ископаемых жемчужин сохраняют сколько-нибудь заметный первоначальный блеск. Такие блестящие иризирующие жемчужины почти сферической формы до 4 мм в сечении обнаружены в раковинах птерии. Хранятся они в специальной витрине Стенфордского университета в Калифорнии. На осмотр их нужно получать специальное разрешение. В Стернбергском мемориальном музее сохраняется уникальный ископаемый блистер-жемчуг сечением 74 мм. О более крупном ископаемом жемчуге упоминает Торн [Thorne, 1974], хотя и не приводит его размеры.

«Пещерный жемчуг». Под этим термином известны округлые (сферические или эллипсоидальные) образования на дне пещер и рудников. По форме и размеру они напоминают горошину сечением от долей миллиметра до 2 мм (оолиты) и более 2 мм (пизолиты), имеют концентрически-скорлуповатое и радиально-волокнистое строение. Для «пещерных жемчужин», как и для обычных, характерно наличие в центре ядра, сложенного обломками породы, минерала или другого инцеста, и окружающих ядро светлых и более темных концентров кальцитового, реже арагонитового состава.

«Пещерный жемчуг» обычно находят в воронкообразных углублениях в полу пещер или горных выработок под различной величины сталагмитами. К моллюскам исследуемый «жемчуг» не имеет никакого отношения, кроме случая, когда раковины брюхоногих моллюсков (или их кусочки) становятся зародышами будущей «жемчужины». Такой «пещерный жемчуг» известен в Болгарии [Чолаков, 1964]. В США (в штате Юта) «подземные жемчужины» были обнаружены на дне Соленого озера [Ottemann, Kirchmayer, 1967]. Интересно, что ядра их сложены обломками минералов и экскрементами живущих здесь (при солености 13,8—27,6‰) раков. В Приднестровье «пещерный жемчуг» известен на дне небольших полостей в силурийских известняках.

Величина «подземных жемчужин» колеблется от долей миллиметра до первых десятков миллиметров. В пещерах Герацул и Скэришоаре (Румыния) большая часть их имеет субмикроскопические (0,09—0,3 мм) размеры. Такой жемчуг в смеси с люблинитом (плесневидным кальцитом) называют жемчужной мукой [Viehmann, 1962]. Количество «жемчужин» в полу пещер или рудников может исчисляться тысячами. Так, в пещере Бука-дель-Кациатор (Италия) в одной песчаной насыпи их оказалось больше тысячи [Forti, Pasini, 1977].

Форма «подземных жемчужин» овальная (преобладает), полиэдрическая, неправильная, реже сферическая. Многие из них срастаются в компактные гроздьевидные агрегаты. В центральной части лунок агрегаты сложены самыми крупными «жемчужинами» и ориентированы своей длинной осью вертикально к поверхности нарастания. В отличие от типичного «пещерного жемчуга» они не расположены непосредственно на дне лунки, а нарастают на кристаллы кальцита, ранее сформировавшиеся в углублениях. Чем больше лунка, тем совершеннее форма подземных «жемчужин». Поверхность их шероховатая, реже гладкая, как бы полированная; иногда благодаря наложению последнего темного концентра становится глянцевой, чем напоминает темно-коричневые речные жемчужины с блестящей поверхностью. Окраска белая, серовато-белая, бледно-желтая, голубовато-серая, оранжевая до почти черной и даже зеленой.

Все «пещерные жемчужины» имеют центральное ядро и чередующиеся вокруг него концентрические слои. Ядро совпадает с геометрическим центром «жемчужины» или немного смещено в сторону. Ядрами служат кристаллики и обломки кальцита, гипса, галита, кусочки сталактитов, известняка, комочки глины и бурого непрозрачного вещества. Иногда ядро состоит из двух зерен кальцита или гипса, вытянутых по оси с, совпадающей с осью удлинения жемчужины. Некоторые ядра трещиноваты.

Ядро окружено тонкой (0,1—0,2 мм) оболочкой мелкозернистого кальцита. От нее начинается рост волокнистых кристалликов карбоната кальция с образованием радиально-волокнистых структур. Многочисленные остановки в росте, вызванные временным прекращением поступления минералообразующего раствора, обусловили концентрически-слоистое строение «пещерного жемчуга». Количество слойков в крупных «жемчужинах» достигает 200. Состав их кальцитовый, очень редко арагонитовый [Зарицкий и др., 1979]. Концентрическая слоистость в «жемчужинах» осадков Соленого озера обусловлена перемежаемостью слойков арагонита и каменной соли.

Роль кальцитовой оболочки вокруг ядра примерно такая же, как и органической оболочки вокруг ядра речной жемчужины. Именно на ней формируются зародыши волокнистых кристалликов карбоната кальция.

Для выяснения условий образования «подземного жемчуга» в силурийских известняках физик Р. И. Стащишин (Львовский университет) определил в нем, вмещающем известняке и кристаллах кальцита соотношение стабильных изотопов углерода. Значение δ¹³С плотных известняков близко к нулю. Кристаллы кальцита, выстилающие дно и стенки углублений в известняках, оказались несколько обогащенными изотопом ¹²С (δ¹³С = —1‰) по сравнению с δ¹³С известняков. «Жемчужины», находящиеся на кристаллах кальцита, обнаружили по сравнению с ними еще большую обогащенность изотопом ¹²С. Измеренные значения δ¹³С «подземных жемчужин» обособляются в две группы чисел. Одна группа со средним значением δ¹³С = —8‰ характерна для приядерной части оболочки, вторая — со средним значением δ¹³С = —6‰ свойственна периферийной части «подземной жемчужины».