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黄石国家公园以北的北落基山，西部出露前寒武纪和古生代花岗岩，以高大的块状山体为主；东部在长列褶皱和冲断层构造基础上，条状山脉比较普遍，其间隔以断层谷地。
黄石公园至怀俄明盆地为中落基山，宽度较大。
西部以条状山脉与断层谷地相间为特征；东部多为单一背斜隆起，边缘陡峭的高原状山脉，山体短促，走向不一，间隔以宽广的向斜盆地。
怀俄明盆地以南是南落基山，为整个落基山脉最雄伟的部分，由东西两组平行的背斜山脉组成，出露前寒武纪结晶岩，高度很大，海拔4200米以上的高峰有48座，埃尔伯特山即位于此。
在这个地域有被称为“布尔吉斯页岩”
的地层。
在寒武纪中期（513亿年前至510亿年前）的地层，接连发现了名叫“奇虾”
及“怪诞虫”
的化石，与现在的生物相比，它们的形状实在不可思议。
1980年，发现有布尔吉斯页岩的约霍国家公园首先被列选为世界自然遗产。
后来，在1984年，入选为自然遗产的区域扩大，而成为加拿大落基山脉公园群。
该区域丰富的动植物也享有盛名。
松树、白杨树等森林延展至海拔1800米左右处。
海拔更高处可看到高山性、次高山性的花草及灌木。
谷底、湖沼周边生长着湿地性植物。
山区植被具有垂直分异的特点，垂直带图谱受制于高度、纬度和坡向。
如森林带的上界自南向北逐渐降低；下界则湿润的西坡较低于干旱的东坡。
黄松、道格拉斯黄杉、帐篷松、落叶松、云杉等针叶树种分布较广。
落基山脉地区的植物群落因高度、纬度和日照而有极大不同，在科罗拉多和新墨西哥的东坡，冬天的强风从干旱的平原而来，使散落的雪松和矮松发育不良或变形。
在这一山系终端较低海拔处通常无树，只有河流沿岸有一片片三角叶杨和其他落叶树。
河谷和盆地中有灌木蒿，往北远至亚伯达南部。
中等海拔地区的山地森林有白杨、黄松和黄杉。
亚高山带森林由西方铁杉、黑松、西部红柏、白云杉和恩格尔曼氏云杉组成。
随著纬度增高，林木线的高度降低。
在林木线以上，耐寒的草类、苔、地衣和高山苔原的低矮开花植物几乎遍布山脉各处。
在最北部的山区，所谓的“小精灵树林”
主要由矮小的柳树组成。
森林和高草地上有数不清的野花，包括耧斗菜、御膳橘、飞燕草、龙胆和火焰草。
洛基山脉里面，动物种类繁多。
在起伏的山脊间具有代表性的大型哺乳动物有黑熊、灰熊、棕熊、美洲山狮和狼貛。
大角羊和石山羊夏日栖於高崖上，冬季则迁往较低的山坡。
鹿科动物如北美驯鹿、骡鹿和维吉尼亚鹿也随季节在高山草地和亚高山森林之间垂直迁移。
形单影只的驼鹿常常出没於北部湖泊、溪流和沼泽地，以柳叶和水生植物为生。
怀俄明州的黄石国家公园有美国最大群的美洲野牛。
丛林狼则在较低的山谷和沿著公路、铁路路线游荡。
因人类捕杀而几近绝迹的狼，尽管依然为数稀少，但自1970年以来，因为其在野生生态环境中的地位为人所知而受到重视。
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