O motivo pelo qual o PV não foi reconhecido é porque o LVM procura a assinatura do PV em um deslocamento específico no disco / partição / arquivo / o que quer que seja. No meu caso, está no deslocamento 0x0200 e, como você observou, há algum espaço livre antes dessa assinatura.
No entanto, se você criar uma tabela de partição, o sistema de gerenciamento de disco reconhecerá isso e começará a procurar por partições. Se não houver partições, nenhuma verificação de LVM será executada. Se houver uma partição, ela deve iniciar no mínimo do setor 1 (0 é o bootsector / MBR) e agora você tem um problema porque tudo no seu volume mudou um setor para baixo (isto é, a assinatura PV está agora no deslocamento 0x0000) .
Você pode forçar o subsistema LVM a reconhecer assinaturas PV fornecendo todo o dispositivo de disco para pvscan, por exemplo
pvscan /dev/sdc
mas você tem que adicionar isso manualmente à sua configuração de inicialização em vez de confiar no recurso de autodetecção do LVM.