Mobilitas (termasuk proses desorpsi-absorpsi) logam berat dalam sedimen bervariasi yang bergantung pada asosiasinya pada komponen mineral dan non-mineral sedimen yang dapat juga mengindikasikan pada sumber alami dan non-alami. Penelitian ini bertujuan mengungkap kemungkinan sumber logam berat Cu dan Fe berdasarkan fraksinasi dan total logam. Lokasi penelitian terdiri dari 11 titik yang terbagi menjadi tiga bagian pesisir timur, pesisir barat, dan Pulau Nias, Sumatera Utara. Fraksi geokimia diperoleh berdasarkan prosedur ektraksi bertingkat SEP BCR (Sequential Extraction Process Bureau Commune de Reference of the European Commission) dalam empat fase yaitu: Fraksi terlarutkan asam, fraksi tereduksi, fraksi oksidasi, dan fraksi residual. Total logam diperoleh berdasarkan metode USEPA 3050B. Pengukuran logam dilakukan dengan menggunakan spektrofotometri serapan atom (SSA). Hasil penelitian menunjukkan bahwa kegiatan antropogenik diduga menyumbang logam Fe dalam sedimen yang ditunjukkan oleh konsentrasi non residu (5,55-203,15 mg/kg) yang lebih tinggi dibandingkan fraksi residu (4,89-21,47 mg/kg). Berbanding terbalik dengan logam Cu yang asosiasi tertinggi adalah fraksi residu (2,24-8,85 mg/kg). Logam berat dalam sedimen mendapat kontribusi dari sumber alami dan antropogenik, logam Cu diduga bersumber lebih banyak secara alami dan logam Fe diduga bersumber lebih dominan dari aktifitas manusia (antropogenik) baik sekitar wilayah pesisir maupun kemungkinan berasal dari daratan.