อาคารแหล่งขุดพบซากไดโนเสาร์ (Dinosaur Fossil Excavation Site Building, Kalasin Province) ตั้งอยู่ในพื้นที่เดียวกันกับ พิพิธภัณฑ์สิรินธร และถือเป็นหนึ่งในแหล่งขุดค้นซากดึกดำบรรพ์แบบ “in-situ” ที่สำคัญที่สุดของประเทศไทยและภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ เพราะเป็นพื้นที่ที่ยังคงรักษาตำแหน่งของฟอสซิลไว้ในชั้นหินเดิม ณ จุดที่มีการค้นพบจริง โดยไม่ได้เคลื่อนย้ายโครงกระดูกออกไปจัดแสดงเหมือนพิพิธภัณฑ์ทั่วไป ทำให้ผู้เข้าชมสามารถเห็นหลักฐานทางธรณีวิทยาและบรรพชีวินวิทยาได้อย่างใกล้ชิดในสภาพแวดล้อมจริงที่เกิดขึ้นเมื่อราว 100–120 ล้านปีก่อนในยุคครีเทเชียสตอนต้นพื้นที่ภูกุ้มข้าวนี้อยู่ในหมวดหินเสาขัว (Sao Khua Formation) ซึ่งเป็นชั้นหินตะกอนสำคัญของภาคตะวันออกเฉียงเหนือของไทย ลักษณะทางธรณีวิทยาประกอบด้วยหินทรายสลับกับหินดินดานสีแดงและสีเทา เกิดจากการสะสมตัวของตะกอนในระบบแม่น้ำโบราณและพื้นที่ราบน้ำท่วมถึงในอดีต สภาพแวดล้อมเช่นนี้เอื้อต่อการฝังตัวอย่างรวดเร็วของซากสิ่งมีชีวิต และช่วยให้กระดูกไดโนเสาร์และสิ่งมีชีวิตร่วมยุคสามารถคงสภาพอยู่ได้เป็นเวลาหลายล้านปีโดยไม่สลายไปหมดประวัติการค้นพบของพื้นที่นี้เริ่มต้นขึ้นอย่างสำคัญในปี พ.ศ. 2537 เมื่อพระครูวิจิตรสหัสคุณ เจ้าอาวาสวัดสักกะวัน ได้พบกระดูกขนาดใหญ่โผล่ขึ้นมาจากพื้นดินบริเวณเชิงเขาภูกุ้มข้าว และได้แจ้งให้หน่วยงานภาครัฐเข้ามาตรวจสอบ หลังจากนั้นกรมทรัพยากรธรณีได้ส่งทีมผู้เชี่ยวชาญเข้ามาสำรวจและขุดค้นอย่างเป็นระบบ จนพบว่าพื้นที่ดังกล่าวเป็นแหล่งสะสมซากไดโนเสาร์กินพืชจำนวนมาก โดยมีการกระจายตัวของกระดูกอยู่ในชั้นหินเดียวกันอย่างหนาแน่น ซึ่งถือเป็นหลักฐานสำคัญที่สะท้อนถึงสภาพแวดล้อมในอดีตและพฤติกรรมของสัตว์ดึกดำบรรพ์ได้อย่างชัดเจน

หนึ่งในไดโนเสาร์ที่มีความสำคัญที่สุดที่ค้นพบในพื้นที่นี้คือ Phuwiangosaurus sirindhornae ซึ่งเป็นไดโนเสาร์กลุ่มซอโรพอดขนาดใหญ่ มีลักษณะเด่นคือคอยาว ลำตัวขนาดใหญ่ และกินพืชเป็นอาหาร หลักฐานจากการขุดค้นพบว่ามีโครงกระดูกจำนวนมากกระจายอยู่ในบริเวณเดียวกัน ทำให้นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสันนิษฐานว่าอาจเป็นสัตว์ที่อาศัยอยู่เป็นฝูง หรืออาจเกิดเหตุการณ์ทางธรรมชาติบางอย่างที่ทำให้สัตว์จำนวนมากตายในช่วงเวลาใกล้เคียงกัน ก่อนจะถูกฝังกลบด้วยตะกอนอย่างรวดเร็ว นอกจากนั้นยังมีการพบฟอสซิลของสัตว์ร่วมยุค เช่น เต่าโบราณ จระเข้ดึกดำบรรพ์ และฟันของไดโนเสาร์กินเนื้อบางชนิด ซึ่งช่วยเติมเต็มภาพของระบบนิเวศในยุคนั้นให้สมบูรณ์มากยิ่งขึ้นเพื่อการอนุรักษ์และป้องกันความเสียหายจากสภาพอากาศ จึงได้มีการก่อสร้างอาคารครอบหลุมขุดค้นขึ้น โดยออกแบบให้เป็นโครงสร้างขนาดใหญ่ที่สามารถควบคุมสภาพแวดล้อมภายในได้ ภายในอาคารมีทางเดินยกระดับที่ให้ผู้เข้าชมสามารถมองลงไปยังชั้นหินที่มีฟอสซิลฝังอยู่ได้อย่างใกล้ชิด โดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรง ทำให้สามารถรักษาสภาพดั้งเดิมของชั้นหินและกระดูกไว้ได้อย่างดีที่สุด ขณะเดียวกันก็ยังเปิดโอกาสให้ประชาชนทั่วไป นักเรียน และนักวิจัย ได้เรียนรู้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์จากของจริง ไม่ใช่เพียงภาพจำลองหรือโครงกระดูกที่ประกอบขึ้นใหม่

กระบวนการขุดค้นในพื้นที่นี้ดำเนินการตามหลักบรรพชีวินวิทยาสากลอย่างเข้มงวด เริ่มจากการสำรวจชั้นหินและตำแหน่งฟอสซิล การบันทึกข้อมูลเชิงแผนที่อย่างละเอียด การขุดเปิดผิวด้วยเครื่องมือขนาดเล็ก เช่น แปรงและเข็มโลหะ ไปจนถึงการเสริมความแข็งแรงของกระดูกด้วยสารพิเศษเพื่อป้องกันการแตกหัก รวมถึงการทำแบบจำลองตำแหน่งสามมิติของฟอสซิลเพื่อใช้ในการศึกษาต่อในห้องปฏิบัติการ กระบวนการทั้งหมดนี้สะท้อนถึงความสำคัญของพื้นที่นี้ในฐานะห้องทดลองธรรมชาติขนาดใหญ่ที่ยังคงมีชีวิตทางวิทยาศาสตร์อยู่ตลอดเวลาในเชิงการเรียนรู้และการท่องเที่ยว อาคารขุดค้นนี้ยังมีบทบาทสำคัญอย่างมาก เนื่องจากตั้งอยู่ใกล้กับ Sirindhorn Museum ซึ่งทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางนิทรรศการที่อธิบายภาพรวมของโลกยุคไดโนเสาร์ ตั้งแต่การกำเนิดสิ่งมีชีวิต การเปลี่ยนแปลงของภูมิประเทศ ไปจนถึงการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ของไดโนเสาร์ ทำให้ผู้เข้าชมสามารถเชื่อมโยงความรู้เชิงทฤษฎีจากพิพิธภัณฑ์เข้ากับหลักฐานจริงที่พบในหลุมขุดค้นได้อย่างครบถ้วน การจัดวางพื้นที่ทั้งสองส่วนนี้ร่วมกันจึงสร้างประสบการณ์การเรียนรู้แบบสมบูรณ์ที่ทั้งเข้าใจง่ายและมีความลึกทางวิชาการ เหมาะทั้งสำหรับนักเรียน นักวิจัย และนักท่องเที่ยวทั่วไปที่สนใจประวัติศาสตร์ธรรมชาติของโลกในอดีตอย่างแท้จริง