位于天津市河西区马场道天津外国语大学校园内的天津北疆博物院是天津自然博物馆的前身，这里馆藏丰富但却常年关闭不对外开放，可以说是天津最神秘的博物馆。北疆博物院是1914年由法国天主教耶稣会神甫、博物学家桑志华在天津创建，是中国北方地区最早建立的博物馆，也是中国建立时间最早的博物馆之一，被誉为中国早期博物馆的“活化石”。
1914年至1917年，桑志华在天津耶稣会的赞助下，对天津、北京、河北、山西，陕西、内蒙、甘肃、青海等中国北方腹地进行考察和采集发掘活动。他采集了大量的植物标本、哺乳动物皮张、昆虫标本以及2,000余件矿物标本。时间到了1922年，桑志华将考察搜集到的大量的标本和化石分几批运回天津，储存在法租界内一处存放点。后来由于采集的标本越来越多，原来的存放点已经不能满足存放要求。因此，桑志华向耶稣会建议在建设天津工商学院的同时，在教会土地上也同时建设博物院专用馆舍，这就是现在的北疆博物院。
到了1928年5月，北疆博物院陈列馆正式向公众开放的时候，馆内展出了植物标本2万种，动物标本3.5万种，岩石与矿石标本7000种，动物骸骨化石1.8万公斤。各地地理、山川、河流、土壤和动植物分布地图133幅，照片3000余张。桑志华为介绍博物院的藏品撰写的出版物，对华北的地质生物研究产生了重要影响。1937年抗日战争爆发，东北、华北、华东大部分地区被日本侵略者侵占，桑志华的采掘工作也被迫中断。天津沦陷后，日军封锁了英法租界，而此时的欧洲也燃起了战火，局势所迫，桑志华无奈只能回国，北疆博物院也基本停止了采掘与研究工作。
在北疆博物院众多展品中，有四件展品可以说是极为珍贵，这就是“北京人”头盖骨化石模型，也是北疆博物院镇馆之宝之一。1929年12月2日，青年考古学者裴文中在周口店发现第一颗完整的“北京人”头盖骨，1936年，考古学者贾兰坡在一个月内发现了另外三颗“北京人”头盖骨。“北京人”头盖骨化石的发现震惊了世界，弥补了从猿到人的缺环，意义十分重大。不幸的是，这批珍贵的“北京人”头盖骨化石在1941年太平洋战争爆发后向美国秘密转移的过程中神秘失踪。而北疆博物院珍藏的“北京人”头盖骨化石模型，是当年最早的一批直接从原标本复制而成的模型，由于失真度很低，同时这四个头盖骨化石模型也是最初制作的一批，在“北京人”化石原件丢失之后，显得更加的弥足珍贵。
新中国成立后，天津市人民政府在1952年接收了北疆博物院，此时的馆藏标本已经达20万件，可以说为以后天津自然博物馆的发展奠定了雄厚的藏品基础。北疆博物院是中国为数不多的集动物、植物、地质、古生物、古人类等多学科的综合性博物馆。重点收藏中国西北、华北、东北地区及世界范围内具有代表性、典型性的自然科学标本。馆藏标本已达40万件，居全国同类博物馆之首，在国际上也占有重要地位。
北疆博物院曾长期作为天津自然博物馆古生物部的办公地和馆藏库房，并不对公众开放。再加上馆内藏品都很珍贵，人们很好奇这里到底存放着什么样的宝贝，更加显得这里很神秘。而博物院所在大楼本身也是天津市文物保护单位和重点保护等级历史风貌建筑。2019北疆博物院旧址升为第八批全国重点文物保护单位。如今北疆博物院已经恢复了小规模的开放，但每天也仅限100人进入参观。看过这里的展品之后，会觉得真的不虚此行。
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