Yerushalmi Yevamos 11:1 (quoted by Rashi to Vayikra 20:17):
"אמר רבי אבין, שלא תאמר קין נשא את אחותו, הבל נשא את אחותו, חסד הוא, חסד עשיתי עם הראשונים שייבנה העולם מהן, כי אמרתי עולם חסד יבנה"
Said Rebi Avin, one should not say, "Kayin married his sister, Hevel married his sister [and therefore it cannot be sinful]," [rather] "it was a kindness," (Vayikra 20:17), a kindness that I [God] performed for the early ones so that the world should be built from them, "for I have said the world should be built with kindness" (Tehillim 89:3)
Thus, the understanding of Chazal is that there was a one-generation suspension of this law of incest for the good of humanity.
Some understood (based on kabbalistic principles which I do not understand) that the reason for the incest prohibition would not be applicable to Adam's first generation descendants.
Rakanati to Vayikra 18:6 posits:
טעם איסור העריות אין לבעלי הקבלה דבר מקובל בו. רק קצתם אמרו כי הטעם שלא להשיב דבר הנפרד לשרשו והענף לעקרו כי מאחר שאנחנו כולנו סבה אחר סבה נמצאים זה מזה אין לעשות הענפים המתפשטים אילך ואילך שורש בפני עצמו כי הקרובים הם הענפים המתפשטים מן השורש ויש להם לקבל לחות מן הענפים אחרים לא מעצמם כי היה מתייבש. והבא על הערוה גורם יבשות הענף ההוא מהמרכבה עליונה אבל קין לא נאסר באחותו כי לא היו סבה אחר סבה כי מכח עליון נוצרו ז' כנגד ז' ימי בראשית. ויש מן האחרונים שאמרו בסוד העריות כי הטעם הוא כטעם סוד העבור שלא יכרת שם המת ממשפחתו וראה הש"י ברוב חכמתו איזה מקום מנוחתו ואמרו לקרוביו כי לפעמים יבא בזכר ואם לא זכה יבא בנקבה ושמא יבא על אביו ובנו ואחיו ודודו וזה טעם ערות אביך וערות אחי אביך המדבר בזכרים
Similarly, Derashot R. Yehoshua ibn Shuiab to Acharei-Mos, Kedoshim:
והכלל כי כל הבא על אחת מכל אלו העריות הוא מכחיש
במעשה בראשית, כמו שכתב רבי עזרא ז׳׳ל שלא להשיב דבר הנפרד לשורשו והענף לעיקרו,
אולם האחים שנבראו בששת ימי בראשית הן דוגמת שבע המעיינות, ולכן הותרו בתאומותיהן,
וזהו חסד הוא
Although the Gemara quoted in the question (Sanhedrin 38b) does not say so explicitly, Tosfos there certainly understand that Kayin and Hevel were each born with a twin sister, who they presumably married. Additionally, the Mishnah (Sanhedrin 4:5, Bavli 38a) writes that אדם נברא יחידי, strongly implying that there are no human beings descendent from anyone else.