И. А. Ефремов не ограничивается собственными геологическими наблюдениями местонахождений в заброшенных подземных выработках. Одновременно он проводит розыски и пересмотр сохранившихся архивных материалов по старым горным работам в Приуралье. Среди них были особенно ценными материалы Вангенгейма Квалена. Он опубликовал много верных наблюдений о захоронении органических остатков. Он же в начале 40-х годов XIX в. составил карту медных рудников Южного Приуралья. Она осталась единственным практическим указанием к поискам и установлению местоположения рудников и в ряде случаев давала геологическую привязку прежних находок, упоминавшихся в палеонтологических описаниях. Проводником И. А. Ефремова по Каргалинским рудникам был потомственный штейгер К. К. Хренов. Он работал в шахтах уже в 60-х годах XIX в., знал расположение старых выработок и знакомил И. А. Ефремова с рудниками, наиболее интересными в отношении ранних находок позвоночных.
После первой поездки на Каргалинские рудники в 1929 г. И. А. Ефремов с перерывами четыре раза возвращался к полевым исследованиям в Пермском, Башкирском и Оренбургском Приуралье. Его наблюдения и выводы о захоронении позвоночных в медистых песчаниках вошли в монографию ученого. Практическая сторона геологических наблюдений над условиями захоронения остатков и образования местонахождений образно раскрыта И. А. Ефремовым в его популярной статье о тафономии. "Два года, — писал ученый, — я лазал по заброшенным подземным выработкам старинных рудников, в которых еще в конце восемнадцатого и начале девятнадцатого века наши наблюдательные горняки находили кости интереснейших ящеров — самых древних, какие только были найдены на территории Советского Союза. На стенках старых выработок в заброшенных рудниках прослеживались мельчайшие подробности напластования пород, расшифровывались процессы их отложения, восстанавливались направления струй древних потоков. И вместе с этим накапливалось все больше сведений для палеонтологии — не только знание того, как залегают в породах ископаемые остатки, но и понимание, почему они залегают так, а не иначе" [74, с.53].
Накоплению этих сведений не в меньшей мере способствовали раскопки и исследование многих местонахождений: в Башкирии по рекам Белой и Дёме, в Кировской и Пермской областях по рекам Вятке и Каме. Как геолог, И. А. Ефремов прекрасно видел многообразие типов континентальных отложений. Их различие преломлялось как показатель многообразия условий осадконакопления в древних лагунах, озерах, болотах, речных дельтах и руслах рек. Типы осадков, скорость их накопления во многом определяли степень сохранности и полноту скелетных остатков животных. Глинистые известняки, например, содержали подчас десятки и сотни скелетов типично водных обитателей — лабиринтодонтов; грубозернистые песчаники с примесью гальки включали обычно кости разобщенных скелетов многих животных, а галечные конгломераты хранили редкие и почти всегда неполные костные обломки. Картина сохранности скелетных остатков оказывалась весьма неоднородной. Расчлененность скелетов и сохранность костей в конечном счете объяснялись дальностью переноса остатков животных водными потоками из области обитания и гибели до мест захоронения. Комплексы пород в местонахождениях рассказывали не только о том, где и как протекало накопление осадков и костей, но и откуда шло поступление тех и других. Вместе с тем скелетные остатки как объекты биологические несли черты приспособленности к конкретным условиям и характеризовали, следовательно, образ жизни и места обитания животных.
Позднее все эти данные вошли в «Тафономию», но законченность оценке роли геологических процессов в образовании местонахождений придали первые крупнейшие в Советском Союзе раскопки в Татарии, в "Каменном овраге" около с. Ишеево. Местонахождение, открытое при геологической съемке в 1929 г., в последующие два года раскапывалось экспедицией Центрального геологоразведочного института под руководством Б. А. Штылько. Экспедиция добыла части скелетов и два черепа растительноядных дейноцефалов. А. Н. Рябинин назвал животное улемозавром по названию речушки Улемы, протекавшей вблизи места находок. После ознакомления с результатами работ Штылько И. А. Ефремов применил на раскопках вскрытие костеносных слоев крупными площадками. Раскопки проводились вручную, и прежде чем добраться до костеносных слоев требовалось срыть пятиметровую толщу пород с двухметровым слоем плотного известняка. За два полевых сезона было извлечено два почти полных скелета хищных дейноцефалов, скелет растительноядного дейноцефала, несколько сот отдельных костей скелетов и обломков черепов пресмыкающихся, земноводных и рыб.
Скелетный материал залегал в очень крупной линзе песчаников, состоящей, в свою очередь, из серии более мелких линз и косонаслоенных серых и красных песков. Контакт между основными костеносными линзами серых и красных песков условно делил местонахождение на две части. Скелетные скопления и основная масса костей были найдены в толще красных, неравномерно-зернистых песков с неясной слоистостью. Местонахождение образовалось в дельтовой части постоянного водного потока, в его низовьях, о чем можно было судить по отсутствию грубого осадочного материала типа галечников. Красные пески накапливались узкой полосой в зоне мелководья с небольшими скоростями течения. Инсоляция способствовала окрашиванию песков окислами железа. Серые пески, более отсортированные и слоистые, с одиночными костями, аккумулировались в удаленной от берега части русла. Полнота скелетных комплексов указывала на непродолжительность пребывания в воде, что исключало дальний перенос трупов и скелетов животных к месту захоронения.
Анализ условий захоронения остатков различных животных и растений и геологического строения ишеевского местонахождения привели к ряду выводов.
Область накопления костеносных песков располагалась неподалеку от области обитания растительноядных и хищных дейноцефалов, преобладавших в составе фауны. Дейноцефалы жили по берегам рек, покрытым обильной флорой. Хищники питались растительноядными дейноцефалами. Захоронение остатков дейноцефалов напоминало захоронение современных аллигаторов, гибнущих во время разливов в низовьях Миссисипи. Рассеянные в песках кости дейноцефалов указывали, что область обитания этих животных протягивалась далеко вверх по течению древней реки. Массовое количество мельчайших костных обломков в прослоях песчаников говорило об обилии в реке животных, особенно рыб. Помимо дейноцефалов, в песках встречались остатки и других зверообразных пресмыкающихся — териодонтов и аномодонтов. Редкость их находок и адаптации животных позволяли рассматривать их как обитателей суши. Земноводные — лабиринтодонты и «лягушкоящеры» или батрахозавры были типично водными жителями. После гибели их скелеты постепенно распадались в воде на отдельные кости и хорошая сохранность костей указывала на быстрое подводное захоронение остатков. В подобных же условиях протекало захоронение остатков крупных акуловых рыб. Фауна местонахождения называется дейноцефаловой по преобладанию остатков этих животных. Гибель и захоронение этой фауны связаны с изменением условий существования в районах, прилегающих к местонахождению. Наступление этих условий отражено накоплением «мертвых» известковистых красных глин, непосредственно покрывающих костеносную линзу местонахождения.
Продолжение раскопок в Ишееве в 1939 г. принесло много новых материалов, расширило картину захоронения фауны. Дополнительно к упомянутым выводам И. А. Ефремов дал количественную и качественную оценки палеонтологических запасов, считая местонахождение наиболее перспективным среди известных местонахождений дейноцефаловой фауны Приуралья. Раскопки 1939 г. послужили как бы последним штрихом к практической многолетней расшифровке образования местонахождений. Разумеется, расшифровка не оставалась чисто геологической работой; она шла параллельно палеонтологическому изучению остатков.
Как особое направление исследований тафономия оформилась, по существу, к середине 30-х годов, когда И. А. Ефремов оценил природные процессы не только с позиций образования местонахождений и закономерностей захоронения остатков, в их аккумулятивном значении, но и «негативно», как процессы столь же закономерно уничтожающие геологическую летопись. И здесь, как ни парадоксально, в формировании тафономических представлений несомненное значение имели «чисто» геологические экспедиции И. А. Ефремова в Приамурье и особенно в Сибирь. Связанные с поисками минерального сырья, или геологическими изысканиями под будущие трассы, они на первый взгляд не были связаны с работой "охотника за ископаемыми". Палеонтолог Ефремов имел дело с «конечными» продуктами разрушения горных пород в древних зонах осадконакопления, с остатками животных, погребенных в осадочных комплексах. Последние в виде мощных, горизонтально залегающих толщ красноцветов прослеживались на спокойном рельефе Восточно-Европейской равнины.
