大在中国北方的科学考察范围，对山西、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。1919年6月，桑志华前往甘肃庆阳考察时，在庆阳以北约55公里首次发现了丰富的上新世蓬蒂期化石。甘肃庆阳的重大发现，使桑志华将未来一段时间考察的重点放在了甘肃庆阳周边。1920年，桑志华在鄂尔多斯到甘肃庆阳一带进行大规模科学考察工作，发掘出标准的蓬蒂期动物化石。6月4日，幸家沟出土了一件距今1.8万年的石核，成为中国出土最早的第一块旧石