Поступив в 1937 году на работу в Научно-исследовательский геологоразведочный институт золотой промышленности (НИГРИЗолото), Софья Георгиевна, как и все исследователи месторождений золота в СССР, вела исследования по закрытой тематике, поэтому число ее публикаций в научной периодике невелико и большая их часть вышла в Трудах НИГРИЗолото–ЦНИГРИ. Но в архивном фонде института сохранены геологические отчеты С.Г. Мирчинк, датированные 1938–1965 гг., и даже после кончины Софьи Георгиевны ученики и коллеги продолжали опираться на полученные ею материалы. Как отметил доктор геолого-минералогических наук Сергей Дмитриевич Шер, работавший вместе с Софьей Георгиевной в 1948–1962 гг., она «была ведущим специалистом в целом Институте».
Главные этапы научной работы Софьи Георгиевны Мирчинк соответствуют крупным региональным проектам НИГРИЗолото, одной из главных задач которого было изучение россыпной золотоносности. Начала Софья Георгиевна с участия в геолого-геоморфологических исследованиях на территории Патомского нагорья в составе Ленской экспедиции НИГРИЗолото. Спустя всего год, в полевой сезон 1939 года, она составила геологическую и геоморфологическую карты одного из сложнейших участков Патомского нагорья – долин рек Кадаликан и Кадали.
В последующие два года ею совместно с Алексеем Рафаиловичем Бурачеком расшифрована структура этого сложного района и выработана стратиграфическая схема докембрийских отложений Центральной части Патомского нагорья, выдержавшая испытание временем. В 1960 году эта схема с небольшими коррективами была принята для государственных геологических карт Бодайбинской серии. Международная стратиграфическая комиссия одобрила и приняла схему стратиграфии верхней части разреза позднего протерозоя Ленского района, предложенную С.Г. Мирчинк.
Исследования С.Г. Мирчинк в составе Мариинской экспедиции НИГРИЗолото позволили изучить историю развития центральной части Южно-Енисейского кряжа и связанных с ней золотых россыпей в мезозойском и кайнозойском периодах. В 1942–1947 гг., в том числе во время эвакуации института, Софья Георгиевна изучала россыпи Кузнецкого Алатау и Енисейского кряжа и по этим материалам подготовила кандидатскую диссертацию «История развития мезозоя и кайнозоя центральной части Южно-Енисейского кряжа и связанные с ней золотоносные россыпи». Работа была защищена в 1948 году. Софья Георгиевна Мирчинк блестяще применила метод минералогического анализа к расшифровке возрастных соотношений и условий формирования континентальных отложений.
Следующий этап научных работ С.Г. Мирчинк – изучение истории развития рельефа, формирования мезозойских и кайнозойских отложений и связанных с ними россыпей центральной части Баргузинской тайги в составе Баргузинской экспедиции НИГРИЗолото.
В 1948–1950 гг. она разработала первую для данного района стратиграфическую схему четвертичных отложений. Геоморфологическая карта Баргузинского района позволила понять закономерности размещения древних погребенных россыпей золота на этой территории. Составленные Софьей Георгиевной и ее коллегами прогнозы по поискам россыпей в этом малоизученном районе увенчались открытием новых месторождений.
В последние годы работы Софья Георгиевна исследовала особенности геологического строения и золотоносности мезозойских и кайнозойских отложений Восточного Забайкалья.
История формирования тектонических впадин Восточного Забайкалья интересовала ее в связи с поисками оруденения Балейского типа. Это был этап обобщения материалов по геологии россыпей, и Софья Георгиевна Мирчинк вписала новую страницу в науку о россыпной золотоносности – проработала проблемы влияния новейшей тектоники на образование россыпей. Она разработала схему стратиграфии мезозойских отложений, выполняющих Балтийский грабен и вмещающих золотое оруденение, дала их детальную литологическую характеристику. Эти материалы послужили эталоном при изучении мезозойских депрессий Восточного Забайкалья.
