Ok, eu descobri sozinho. Se você não especificar o formato no XML do domínio, o Libvirt espera que ele seja do formato "bruto" por padrão, que não se expande com o uso, mas precisa ser totalmente alocado (veja a resposta por dyasny). Os ~ 200KB são a estrutura de dados inicial do formato qcow2.
O que precisa ser feito é: você deve adicionar um elemento "driver" à parte "disk" do domínio xml, mencionando explicitamente o formato qcow2, da seguinte forma:
<disk type="file" device="disk">
<driver name="qemu" type="qcow2" />
<source file="/var/lib/virt/guest-disks/disk_instid.24_diskid.30" />
<target dev="sda" />
</disk>
Após essa alteração, o SO do domínio vê o disco como esperado.