Não consigo pensar em um caminho definitivo, mas esta é uma tentativa que deve fazer algum trabalho. Eu acho que você pode blktrace e coletar os dados e, em seguida, usar o blkparse para vê-lo. As chamadas do sistema devem mostrar quais são responsáveis por gerar IO. E então, se você puder mapear as chamadas do sistema para os arquivos correspondentes, poderá obter algumas dicas. Por exemplo, se você vir um bom número de chamadas mkdir e criar um novo diretório ou algo assim, poderá atribuir o IO a isso.
Você pode até mesmo usá-lo e usar o seekwatcher para ver o padrão IO no nível do sistema de arquivos. Mas, eu realmente não conheço uma ferramenta para obter quais arquivos são responsáveis pelo IO.