A.- Le 1er juillet 1994, la Chrétienne Sociale Suisse Assurance (CSS) et 27 autres caisses-maladie reconnues, toutes représentées par la Fédération vaudoise des assureurs-maladie, ont requis la constitution du tribunal arbitral en concluant au paiement par le docteur A._ de la somme de 206 407 fr. avec intérêt à 5 pour cent l'an dès le 1er juillet 1992.
Par la suite, le 29 juin 1995, la Caisse-maladie de la FTHM et 24 autres caisses-maladie reconnues, représentées également par la Fédération vaudoise des assureurs-maladie, ont à leur tour requis la constitution du tribunal arbitral et conclu au paiement par le docteur A._ de 227 000 fr. avec intérêt à 5 pour cent dès le 1er juillet 1993. Les demanderesses fondaient leurs conclusions, principalement, sur les statistiques du Concordat des assureurs-maladie suisses (CAMS).
Par décision présidentielle du 20 août 1996, les causes ont été jointes. Dans sa réponse, le défendeur a conclu au rejet de toutes les conclusions prises à son encontre.
En cours de procédure, une expertise a été confiée au professeur B._ aux fins de déterminer la valeur des statistiques du CAMS comme preuve de polypragmasie.
B.- Statuant par voie "préjudicielle" le 13 mars 2001, le Tribunal arbitral des assurances du canton de Vaud, sur le vu notamment de cette expertise, aprononcé :
I. Les éléments statistiques invoqués par les demanderesses
dans leur procédure ne valent pas preuve de polypragmasie
et ne constituent pas à eux seuls un indice
suffisant de la pratique par le défendeur d'une médecine
non économique.
II. Les conclusions en paiement des demanderesses, en tant qu'elles sont fondées sur les seuls éléments statistiques cités au chiffre I ci-dessus, sont rejetées.
III. A l'échéance du délai de recours au Tribunal fédéral des assurances et en l'absence d'un tel recours, un délai de trente jours sera fixé aux parties pour demander
la reprise de la cause. Si la reprise de la
cause est demandée, un délai sera fixé aux parties
pour compléter leurs offres de preuves.
IV. Les frais et dépens de la présente décision suivent le sort de la cause au fond. Si la reprise de cause n'est pas demandée, la cause sera rayée du rôle et le montant
des frais et dépens mis à la charge des demanderesses
fixé par une décision séparée.
C.- La CSS et consorts, ainsi que la Caisse-maladie de la FTMH et consorts, interjettent recours de droit administratif contre cette décision dont elles demandent l'annulation.
Elles concluent à l'admission des demandes, sous suite de frais et dépens.
A._ conclut pour sa part au rejet du recours et à la réforme de la décision préjudicielle en ce sens que les conclusions des assureurs-maladie sont définitivement rejetées avec suite de frais et dépens.

Considérant en droit :
1.- Dans ses conclusions, l'intimé conclut aussi bien au rejet du recours de droit administratif qu'à la réforme, en sa faveur, de la décision du tribunal arbitral du 13 mars 2001. Ce faisant, il attaque le jugement de première instance dans la mesure où le tribunal arbitral n'a pas statué définitivement et rejeté les prétentions des demanderesses.
Une telle conclusion constitue toutefois une demande reconventionnelle assimilable à un recours joint. Or, la Cour de céans a déjà jugé que l'institution du recours joint au recours de droit administratif est inconnue. La partie qui, comme en l'espèce, n'a pas interjeté recours de droit administratif dans le délai légal, ne peut que proposer l'irrecevabilité ou le rejet du recours formé par la partie adverse. Elle n'a plus la faculté de prendre des conclusions indépendantes (<ref-ruling> consid. 1, 120 V 127 consid. 6).
2.- Le problème se pose en l'espèce de la détermination de la nature de la décision attaquée, dont dépend la recevabilité du recours de droit administratif.
a) Est finale la décision par laquelle une autorité met fin à la procédure engagée devant elle. Le jugement partiel proprement dit est celui qui statue sur une partie quantitativement limitée de la prétention litigieuse ou sur l'une des prétentions en cause (en cas de cumul d'actions ou lorsqu'une demande reconventionnelle a été formée en plus de la demande principale). Quant au jugement préjudiciel, il tranche une question préalable de fond (sur ces notions, cf. <ref-ruling> consid. 2b et les références; Jean-François Poudret, Commentaire de la loi fédérale d'organisation judiciaire, vol. II, note 1.1.7.1 ad art. 48; Alfred Kölz/Isabelle Häner, Verwaltungsverfahren und Verwaltungsrechtspflege des Bundes, 2ème éd., Zurich 1998, ch. 511 et 896). Enfin, la décision incidente se caractérise par le fait qu'elle est prise en cours de procès et qu'elle ne constitue qu'une étape vers la décision finale; elle porte généralement sur une question de procédure; il n'est cependant pas exclu qu'elle tranche un problème de fond (<ref-ruling> consid. 1b; André Grisel, Traité de droit administratif, vol. II, p. 868).
b) Dans le cas particulier, la décision attaquée n'est à l'évidence pas un jugement final. Elle n'est pas davantage un jugement partiel sur le fond ou un jugement préjudiciel dès lors qu'elle ne tranche pas définitivement une question de droit matériel ni ne statue, même partiellement, sur les droits des parties. Le dispositif de cette décision constate que les éléments statistiques invoqués par les demanderesses ne valent pas preuve de polypragmasie et ne constituent pas, à eux seuls, un indice suffisant propre à établir une pratique non-économique de la médecine par le défendeur; les demanderesses ne peuvent donc invoquer de tels éléments à l'appui de leurs conclusions; si la reprise de la procédure est demandée, les parties auront la possibilité de compléter leurs offres de preuves. L'analyse de ce dispositif conduit à admettre que l'on est en présence d'une décision incidente en matière de procédure, soit l'appréciation par le tribunal arbitral d'une preuve régulièrement administrée. Le point de savoir si une telle appréciation est susceptible de donner lieu à décision incidente en procédure administrative est pour le moins douteux (cf. Kölz/Häner, op. cit. , ch. 511). Il peut néanmoins rester indécis pour les raisons qui suivent.
3.- a) Aux termes de l'art. 97 al. 1 OJ, applicable en vertu de l'art. 128 OJ, le Tribunal fédéral des assurances connaît en dernière instance des recours de droit administratif contre des décisions au sens de l'art. 5 PA. En ce qui concerne les décisions incidentes, le deuxième alinéa de cette disposition renvoie à l'art. 45 PA, de sorte que le recours de droit administratif n'est recevable - séparément d'avec le fond - que contre les décisions de cette nature qui peuvent causer un préjudice irréparable au recourant.
Il faut, au surplus, conformément à l'art. 129 al. 2 en liaison avec l'art. 101 let. a OJ, que le recours de droit administratif soit également ouvert contre la décision finale (<ref-ruling> consid. 2 et les références).
Selon la jurisprudence, la notion de dommage irréparable n'est pas exactement la même dans la procédure du recours de droit administratif et dans celle du recours de droit public. Saisi d'un recours de droit administratif, le Tribunal fédéral des assurances ne juge pas de l'existence d'un dommage irréparable selon un critère unique, mais il adopte celui qui s'accorde le mieux avec la nature de la décision attaquée. En particulier, il ne se borne pas à considérer comme irréparable le seul dommage qu'une décision finale favorable au recourant ne peut pas faire disparaître complètement (<ref-ruling> consid. 4, 121 V 116 et les références).
b) Supposé que l'appréciation par le tribunal arbitral d'une preuve puisse faire l'objet d'une décision incidente au sens de l'art. 45 al. 2 PA (supra consid. 2b in fine), la condition du préjudice irréparable ne serait de toute façon pas réalisée. D'une part, il demeure loisible aux recourantes, en vertu de leur obligation de collaborer, de proposer d'autres preuves aux fins d'établir l'existence des faits contestés (cf. à cet égard <ref-ruling>).
D'autre part, l'appréciation de l'ensemble des preuves pourra être soumise, avec le fond, au contrôle du Tribunal fédéral des assurances sans qu'il en résulte de préjudice.
En effet, la question de la perte éventuelle d'un moyen de preuve ne se pose pas en l'espèce.
Il s'ensuit que le recours de droit administratif est irrecevable.
4.- Il appartiendra ainsi au tribunal arbitral de poursuivre avec la diligence nécessaire l'instruction de la cause qui est pendante devant lui depuis le 1er juillet 1994 déjà et de rendre son jugement.
Par ailleurs, au regard des considérants de la décision du 13 mars 2001, il n'est peut-être pas inutile de rappeler que dans la procédure arbitrale s'applique - comme en procédure administrative - la maxime inquisitoriale : le tribunal arbitral établit en collaboration avec les parties les faits déterminants pour la solution du litige; il administre les preuves nécessaires et les apprécie librement (art. 89 al. 5 LAMal; voir aussi Ueli Kieser, Formelle Fragen der pauschalen Rückforderung, in Wirtschaftlichkeitskontrolle in der Krankenversicherung, St-Gall 2001, p. 129); pour établir les faits pertinents, elle ne peut se contenter d'attendre que l'administré lui demande d'instruire ou lui fournisse de lui-même les preuves adéquates (Pierre Moor, Droit administratif, tome II, p. 176).
5.- Eu égard à la nature du litige, la procédure est onéreuse (art. 134 OJ a contrario). Les frais judiciaires seront supportés par les recourantes.
D'autre part, vu l'irrecevabilité de ses conclusions (supra consid. 1), il ne se justifie pas d'allouer une indemnité de dépens à l'intimé.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral des assurances
prononce :
I. Le recours est irrecevable.
II. Les frais de justice, d'un montant de 3000 fr., sont mis à la charge des recourantes et sont compensés avec l'avance de frais qu'elles ont versée. Le solde de
cette avance, par 3000 fr., leur est restitué.
III. Il n'est pas alloué de dépens.
IV. Le présent arrêt sera communiqué aux parties et au Tribunal arbitral des assurances du canton de Vaud.
Lucerne, le 25 octobre 2001
Au nom du
Tribunal fédéral des assurances
Le Président de la IIe Chambre :
Le Greffier :