古瀬戸内海
属レベルで同定されているものでは、キロテリウム、ゴンフォテリウム、アンキテリウム(英語版)、パレオタピルス(英語版)、アンフィトラグルス(英語版)が産出する。小型哺乳類ではリスとネズミの仲間がおり、こういった生態系の上位に位置していた大型肉食動物の断片的な化石も確認されている。爬虫類ではワニやスッポンなども産出している。陸上哺乳類相はユーラシア大陸の動物群との共通性が高い。またサイ・ゾウ・ワニ・カメといった水辺を好む生物、そしてバクという森林生活者が発見されているため、当時の環境が温暖かつ水に富む森林であったことが示唆される。
約2200万年前から約2000万年前にかけて、現在の岐阜県可児市付近で火山性陸成堆積盆が形成され、湖沼域が広がった。この堆積盆地が最初期の東部瀬戸内区である。約2000万年前からは局地的に非火山性の陸成堆積盆の形成も始まり、三重県鈴鹿市付近でも堆積盆が出現した。これらの地域で海進が起きたのは約1800万年前(中新世ランギアン)のことであった。約1650万年前までに第一瀬戸内海は急速に拡大しており、現在の伊勢湾付近に海が広がり、周囲に内陸湖が形成された。この急拡大には中央構造線の関与があった可能性がある。なお、この時期には形成されたばかりの西部瀬戸内区(現在の瀬戸内海沿岸など)に第一瀬戸内海はまだ広がっておらず、そこには淡水環境が広がっていた。
約1650万年前から約1550万年前までの約100万年間は西黒沢海進の前期の時期にあたるが、瀬戸内区は一様な海進を遂げたわけではない。この時代に初めて西部瀬戸内区にも海が拡大し、第一瀬戸内海は東西方向に約500キロメートル、南北方向に約80キロメートルに亘って広がる、現在の瀬戸内海よりも広大な海になった。急激な二度目の海進では京都府南部の宇治田原町付近まで海が広がった。
約530万年前から東部瀬戸内区で火山性の陸成堆積盆が形成され始め、東海堆積盆と、遅れて古琵琶湖堆積盆が形成された。この堆積盆の形成は、それまで拓鉄していた本州方向の構造運動に変わり、南北方向に波打つ構造運動が卓越したためである。