Формально, нельзя - синтаксис языка запрещает подобные конструкции. Но, если нельзя, но очень хочется, то можно, но не совсем полноценно.
Для этого нужно воспользоваться ключевым словом default. Оно, формально, служит не для этого, но в данном случае заставляет компилятор не обращать внимание на повторную декларацию переменной. И... всё работает как надо, но только в том случае, если chr или pos, или обе сразу в объявлении второго свойства будут другого типа. Например, pos для второго можно объявить, как int64. Правда, в этом случае вы теряете возможность использовать константы для индексирования, плюс обязаны либо использовать для индекса переменную int64, либо выполнять приведения типа.
В вашем случае это будет так:
TGenomeData = class
private
<...>
function GetGeneArray:GeneArray;
function GetRepeatsArray:RepeatsArray;
<...>
public
property ChrData[chr,pos:integer] : GeneArray read GetGeneArray; default;
property ChrData[chr:integer; pos:int64] : RepeatsArray read GetRepeatsArray; default; // поскольку, если правильно понимаю, к хромосоме вы будете обращаться через константу, а вот позиция чаще задаётся переменной.
<...>
end;
Тогда вы можете обращаться к первому элементу как угодно, т.е. ChrData[1,500], ChrData[1,i] и т.п. а вот ко второму только так: ChrData[1, int64(i)] или ChrData[1, k], где k - обязательно int64. Не факт, что вам будет удобно.
Есть ещё подход, связанный с наследованием:
type
TGenomeData = class
<...>
property ChrData[chr,pos:integer] : GeneArray read GetGeneArray;
end;
TNewGenomeData = class(TGenomeData)
...
property ChrData[chr,pos:integer] : RepeatsArray read GetRepeatsArray;
end;
В этом случае свойство потомка скроет свойство предка. В зависимости от того, конструктор какого класса вы вызвали, вы будете получать доступ к тому или иному свойству. Если вам это достаточно, то - как вариант.