本发明公开了一种基于混合范数和小波变换的稀疏时频谱分解方法、装置、设备及存储介质，首先提出了一种可以更好匹配地震子波的母小波，然后将求解稀疏时频谱分解方法表示为一个带有非凸稀疏约束和L2范数共同约束的反问题。通过迭代分割的算法来获得稀疏的时频谱分解方法，最后基于这个谱分解方法计算高低频之间的差异值，从而识别海洋水合物储层的位置。通过合成数据和实际数据对比，本发明提出的稀疏谱分解方法具有较高的时频分辨率，能够更加准确的识别海洋水合物储层的位置。