後者は諦めるとしても、せめて前者が出来れば…と思っていたのですが、通常のmountコマンドではなく、lomountというコマンドを使えば実現できることが分かりました。(CentOSではXenパッケージに含まれています)
DomU用に作成したLVを /dev/VolGroup00/domU01_root 、マウントポイントを /mnt とした場合、マウントするためのコマンドは以下のとおりです。
lomount -t ext3 -diskimage /dev/VolGroup00/domU01_root -partition 1 /mnt
これで設定ミスってDomUが上がらなくなってしまった場合などの対応がだいぶ楽になりました。
元ネタは以下のサイトです。
有用な情報をありがとうございました!
Stray Penguin - Linux Memo (Xen-4)
http://www.asahi-net.or.jp/~AA4T-NNGK/xen4.html