当区内で下部東京層にあたるものが分布する範囲はごくせまい。そして地下かなり深くにあるためもあって、地層の区分や対比にはいろいろ問題が残されている。しかし、ごく大ざっぱにいえば、この下部東京層は横浜・藤沢付近で知られている相模層群に、そして房総半島の中・北部にある成田層群下部のグループにあたるであろう。これらの堆積年代はおよそ四〇万年前から十数万年前の間と考えられている（1）ので、当区の下部東京層もこの年代範囲に入ると考えられる。

　下部東京層をためた海は、三浦層群時代の海に比べてずっと浅く、しかも何度か陸化したり沈水したりしたらしい。この地層から出る軟体動物化石も、より内湾性のもので、地層自身も礫・砂・泥といった沿岸ないし内湾の堆積物が多い。したがってわずかな海水面の昇降も、海岸線のかたちを大きく変えたと考えられる。しかし、何度かみられた海進のうちもっとも海域が拡がった時期には、第14図bでみられるような海湾が拡がったと考えられる。東京・横浜付近では、現在の海抜七〇から一〇〇メートルぐらいのところに当時の海岸線があったらしい。三浦半島観音崎付近の大津層とか宮田層とか呼ばれるこの時代の地層がやや厚い谷埋め性のもので、これらの地層が堆積する前に、深い谷が刻まれていたと考えられる。この谷はいまの東京湾の方へつながっていた可能性があるので、東京湾はこのころから南に開いていたと考えられる。また横浜西部では、秦野盆地から横浜にかけてのびる沈降帯に沿って海が入り込み、東京湾側と相模湾側とがつながっていた。

　この時代にも、西方の火山からこの地域に多量の火山灰が供給された。水域であった場所には泥や砂の中に火山灰がはさまれ、陸であった場所には整然と雪のようにつみ重なった。南関東で多摩火山灰層と呼ばれる厚い火山灰がこれである。厚さはのちの下末吉火山灰以上の少なくとも二倍はある。火山灰が陸上では等速に降り積もったとすれば、多摩火山灰層の堆積に要した年数は、下末吉火山灰以降の年代が一三万年だから、三〇万年程度にはみつもられるであろう。下部東京層の堆積に並行して、多摩火山灰層が降り積もったことになる。その給源火山は、南では大部分箱根火山、北側では八ヶ岳とか黒富士、木曽御岳などの火山が考えられる。箱根はもっぱら苦鉄質のスコリアや軽石を噴出したが、対照的に八ヶ岳などは特徴のある珪長質の軽石を噴出し、よい鍵層を提供している。

　当時の気候・植生の環境は、相模層群中に含まれる植物遺体などから追究されつつある。それによると、海水面の昇降に対応して、気候が暖寒をくり返したらしい。