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大庆博物馆（图⑧）是国内首家以东北第四纪古环境、古动物与古人类为主题的综合性博物馆。馆藏化石标本和文物填补了国内东北第四纪哺乳动物化石系统收藏与展示的空白，成为全国乃至世界上专业性收藏猛犸象—披毛犀动物群化石种属最全、数量最多的博物馆之一。
博物馆常设《东北第四纪自然环境》《东北第四纪哺乳动物》和《大庆地区古代人类文明》三个陈列。展出大量珍贵的东北第四纪哺乳动物化石和嫩江流域古代文物，讲述这片地域数百万年的演化历史。
狼化石骨架
狼化石骨架（图④）年代为距今5745—5905年。作为大庆博物馆镇馆之宝，这具狼化石骨架于2005年出土，长1.14米，高0.71米，同一个体化石含量达95%以上，全身上下各骨骼均为同一个体，脚趾、尾部等细微之处都保存十分完好，是迄今为止国内发现最完整的第四纪狼的化石骨架。
第四纪时期的东北地区，气候与环境不仅非常适合猛犸象、披毛犀这样的长毛巨兽，还有其他非常丰富的动物群体也在这里生存，他们食性各异，在历史长河中留下许多精彩瞬间。狼是群居动物，一般6到12只组成一个集体，到了冬天，会达到50只左右。它们经常群体作战，可以为一个目标耗费相当长的时间。狼群在地球上生存了上百万年。
真猛犸象化石骨架
本藏品（图⑥）类别为古生物化石，年代为早于43500年。该具骨架化石2002年出土，身高3.5米，体长6.5米；同一个体化石含量达90%以上，头骨、肢骨、脚趾骨化石保存十分完好，系幼年雌性个体；是迄今为止国内发现的最完整的真猛犸象化石骨架。
猛犸象来自冰川时代，生活在包括中国东北部在内的北半球寒带地区。从侧面看，背部是身体的最高点，从背部开始往后很陡地降下来，脖颈处有一个明显的凹陷，长满了长毛，像一个驼背的老人。猛犸象生活的第四纪大冰川时期，距今300万年至1万年。随着气候变暖，猛犸象被迫向北方迁移，活动区域缩小，草场植物减少，面临着饥饿的威胁。同时，由于猛犸象生长速度缓慢，怀孕期很长，幼象的成活率极低，导致数量迅速减少直至绝灭。最后，猛犸象以整个种群的灭亡标志了第四纪冰川时代的结束。
三角纹折腹陶钵
藏品（图⑤）年代为距今约3120—3310年（商代晚期）。该钵为大庆市肇源县白金宝遗址二期遗存，夹砂黄褐陶，敛口，尖唇，弧折腹。口沿有慢轮修整的痕迹，上腹部饰内填平行线的交错三角篦纹。口径14厘米，底径4.2厘米，通高11厘米，重480克。该器物保存完整，十分难得。
原始社会中的陶器是适应人类生活中盛储、炊煮和饮食的需要，随着人类社会进入“定居时代”而出现的。而陶钵作为盛水器，最早出现在仰韶文化以及马家窑文化类型遗址中。陶器在人们的生活中具有重要的作用，最初只是作为日常生活中的器具，为人们的生活提供方便，但在日常制作陶器的过程中，原始先民又不自觉地将最初的审美需求加入其中。正如在商代晚期的白金宝文化遗存中出土的陶钵，造型简单，却又有独特的纹饰之美。
棕熊右前足化石
棕熊右前足化石（图⑦）年代为晚更新世晚期，出土地点为大庆市大同区太阳升镇马家窑屯。该化石为一只完整的棕熊右前足化石，包括腕骨、掌骨、指节骨等，保存十分完整。
棕熊，亦称灰熊，是陆地上食肉目体形最大的哺乳动物之一；体长1.5—2.8米，头大而圆，体形健硕，肩背隆起，毛粗密，冬季可达10厘米；颜色各异，有金色、棕色、黑色和棕黑等。前臂十分有力，由于爪尖不能像猫科动物那样收回到爪鞘里，这些爪尖相对比较粗钝。前臂在挥击的时候力量强大，“粗钝”的爪子可以造成极大破坏。