伽马射线与地层发生的作用主要包括以下几种：

光电效应：

伽马射线与地层中的原子或分子相互作用时，可以将电子从原子中击出，产生光电子和正电子。这种现象在岩性密度测井中有所应用，通过测量光电子的数量和能量，可以推断地层的孔隙性和含油性。

康普顿效应：

伽马射线与电子发生碰撞时，会将部分能量传递给电子，使其动能增加，而伽马射线的能量减少。这种效应也可以用于地层密度的测量，通过测量伽马射线在穿过地层时的能量损失，可以推算出地层的孔隙性和含油性。

电子对效应：

伽马射线与地层中的原子核相互作用时，可以产生一个正电子和一个负电子对。虽然这种效应在放射性测井中的应用较少，但它也是伽马射线与地层相互作用的一种重要形式。

电离作用：

伽马射线具有极高的能量，能够直接电离地层中的原子和分子，产生自由电子和离子。这种电离作用会导致地层电离层的增加，从而影响无线电波的传播和卫星导航系统的正常运行。

激发作用：

伽马射线与地层中的原子或分子相互作用时，可以将其激发到高能级状态。这些激发的分子或原子在返回低能级时会发射出特定波长的辐射，如可见光、紫外线和伽马射线等。通过测量这些辐射，可以推断地层的成分和结构。

次级粒子产生：

伽马射线与大气层中的分子和原子核相互作用时，会产生一系列次级粒子，如电子、正电子和中子等。这些次级粒子可以通过散射和相互作用与大气和地面进一步作用，影响大气层和电离层的性质。

综上所述，伽马射线与地层的作用主要体现在光电效应、康普顿效应、电子对效应、电离作用、激发作用和次级粒子产生等方面。这些作用在地质勘探、地球物理学、大气科学和核能研究等领域都有重要的应用价值。