1983年，甘肃秦安大地湾新石器时代遗址的发掘进入第六个年度。6月，考古工作队在第十发掘区发现了一座罕见的仰韶文化晚期大型房址，编号为F901。经过两个年度150多个工作日的努力，这座原始殿堂式建筑到1984年10月才基本揭露出来。
F901大房址的发现，为新石器时代考古和建筑史的研究增添了极为珍贵的资料，它是迄今我国已发现的数千座史前房址中规模最大、保存最好、价值最高的一座，也是中国最早的殿堂式建筑。
第十发掘区位于大地湾遗址半山腰一块经农田基建修整成的水平梯田上，它高于九区而低于五区，介于第五区和第九区之间，距清水河的垂直高度约80米。
F901坐北面南，整座建筑以长方形的主室为中心，两侧是与主室相通，且左右对称的东西侧室；主室后面由主室后墙和延伸的两侧侧墙又构成单独的后室；主室前面有附属建筑前厅和宽阔的场地。F901布局规整，中轴对称，前后呼应，主题分明，形成了一个结构复杂而又严谨的建筑群体。其中主室和前厅基本保存完好，主室面积达130多平方米，整座建筑占地420平方米。主室正面开有3门通向前厅，两侧墙各开一门通向侧室。主室中门有向外凸出的门斗，正面所开的3门又与门前附属建筑——敞棚相连贯。
特别让人惊叹的是大殿中那类似现代水泥质地的极为平整光滑的居住面。居住面表层坚硬平整，光亮如新，呈青黑色。因做工考究，使表层基本处于同一水平线上，裂纹极少，仔细观察光面上可见建造时遗留的大量细微的摩擦痕迹，其外观极像现代水泥地坪。从剖面看表层光面下是15～20厘米厚的砂粒、小石子和人造陶粒轻骨料组成的混合层；混合层下是厚10～15厘米、如核桃大小的草泥烧土块层；最下层是压实平整的黄土地基。经抗压强度检测，其埋藏地下已经5000年之久，但其平均强度仍达到每平方米厘米抗压110～120千克，相当于现代100号水泥砂浆地面的强度。这的确堪称建筑史上的奇迹！
陶粒轻骨料经过鉴定，证明是人工制造的中空质轻质混凝土，有抗压、防潮、保温等性能。在我国建筑业中，混凝土轻质骨料的制造和使用，仅是从新中国成立后才开始。当我国的一些建筑专家看到大地湾陶粒轻骨料时欣喜若狂，他们认为这是非常重要的发现，是我国原始先民对人类作出的巨大贡献。
在室内中部偏前与正门相对的位置，有一直径2．6米的大灶台（火塘）。其形状为圆形，下大上小，渐次收缩，但由于残存部分顶端外表皮微向外翻，专家据此推测已破坏的灶台上部可能是向外展开呈蘑菇状的，其形状可能与F405出土的灶台类似。灶底暴露出三层，最底层低于居住面，最顶层高出居住面25厘米，而且每层灶底之上均有白色草木灰，最上层的草木灰厚达11厘米，这说明灶台在长期使用过程中其内壁经过多次修整。专家说，灶台是用来烧烤食物和冬季取暖用的；灶台几经修复，证明其使用时间很久；而火塘这么大，燃料又是草木，专家由此推知，火塘平日火焰的高度应在2米左右。
主室周围遗留着断墙残壁，除了东侧墙北端、后墙东端因临崖塌陷各缺10厘米，其他部分均保存完好。一般残高都为50～90厘米，保存最好的正门东侧前墙高达95厘米。整个墙体是分层筑造的，厚度为40～45厘米。中层墙体以小木柱作骨架，四周墙壁留有分布较均匀的142个小柱洞，内径一般为5～15厘米。所有室内柱外表皮、墙壁内表皮及灶台外表皮均平整光滑，颜色青灰，为同类型硬质光面。室内有两个大柱即顶梁柱、16个附壁柱和1个角柱。据专家分析，原木柱可能毁于火焚，但柱外用草泥做成的保护层至今尚存。两个顶梁柱位于室内偏后位置，左右对称。如果从东北角、西北角各向灶台中心连一条直线，那么顶梁柱正好在这条直线的中点，并与前墙的两个侧门相对。两柱中心点相距8．2米，从残留遗迹看，两柱构造大体相同。西侧柱保护层较东侧好，残高20～67厘米、厚9～30厘米，其外表层有硬质光面，中层和内层均为红烧土。内有一大三小四个圆形柱洞，其中有两个小柱洞与大柱相通，另一小柱洞独立，但四柱都包藏于草泥防火层中，外面是看不到的。大柱洞壁现为釉质绿色光面，足见曾经高温烧烤。柱洞底部是大青石柱础，石柱础距居住面深32厘米。
专家论证，两个室内大柱的中心柱显然是架设屋顶主梁的，而三个小柱则是起辅助支撑作用、防止大柱倾斜的。据测量护柱泥壁，大柱直径为57厘米，圆周为1．79米，一个人抱不过来。从房屋跨度、灶膛火焰高度推论，整座建筑高度为6～7米。在距今5000年前的新石器时代，生产力非常落后，根本没有搬运及起重吊装的设备，这么粗大的木柱如何运来，如何吊装？这么高大宏伟的建筑如何建成？至今仍然让人费解。
F901工程浩繁，需要耗费成百上千的劳动力和劳动日，就是一个氏族来修建也是十分不易的。复杂的建筑结构显示出它不是一般的生活用房，即使作为首领的生活住宅也是不适当和不方便的。F901出土的陶器多大型器，而且形制比较特殊，远非一般的生活用器。据考古工作者探测，在第十发掘区近千平方米的范围内，再没有同期房址，这说明其周围是有利于公共活动的空旷场地。综合上述特征，专家们分析认为，这座原始宫殿应是部落或部落联盟活动的公共场所，主要用来集会、祭祀或举行某种仪式。换言之，它是清水河沿岸仰韶晚期原始部落的公共活动中心——一座宏伟而庄严的部落会堂。
F901的发现对研究原始社会史、自然科学史以及探索阶级社会宫殿建筑的起源有着极为重要的意义。它于1984年面世之后，立即轰动了考古界，继而又引起了国际建筑界的关注。今天当我们面对它的时候，虽然看到的仅是残垣断壁，但只要知道这是5000多年前的建筑，同样会对这座建筑史上的丰碑赞叹不已！
这座原始部落大会堂历经沧桑，今天仍然矗立在即将开放的大地湾。国家为永久保护F901房址，于1985年拨款在遗址之上修建了面积为1100平方米的钢尾架结构、砖混墙体保护大厅。
近年来，由于受各种自然灾害的影响，该保护大厅出现了不同程度的墙体裂缝、地基下陷、护坡位移等问题，为了确保遗址安全，国家文物局和甘肃省文物局决定尽快对原保护大厅进行改造。改造方案由西安建筑科技大学和陕西省古迹遗址保护工程研究中心承担设计，已于2008年12月通过专家论证。有关方面负责人介绍，改造工程可望于2009年开工。