Acho que você respondeu sua própria pergunta. Está bem aqui na citação:
Ele não sabia , ele adivinhou .
Maria Hill era uma agente da SHIELD incrivelmente alta na maior parte do tempo em que Tony a conhecia. (Nos quadrinhos de origem, ela é promovida a diretora em um ponto). Ela é, essencialmente, o braço direito de Nick Fury. Ela só veio trabalhar para Stark porque Fury estava "morto" e a SHIELD foi dissolvida.
Tony não é um idiota - ele é realmente uma das pessoas mais inteligentes do planeta. Quando Fury de repente reaparece na vida de Tony, é claro que ele vai imediatamente assumir que o ex-segundo em comando de Fury sabia que ele estava vivo e manteve contato com ele.
O fato de que ele adivinhou apenas prova quão esperto ele é.