A.- A._ a travaillé en qualité de téléphoniste au service d'une banque, du 19 janvier 1987 au 30 novembre 1993, date à partir de laquelle elle s'est trouvée au chômage. Le 4 février 1995, elle a chuté d'une chaise. Souffrant de "contusions des deux épaules, s. de la coiffe à droite" (rapport du docteur B._ du 26 avril 1995), elle a été déclarée entièrement incapable de travailler. La Zurich Assurances (la Zurich), assureur-accidents, a pris le cas en charge.
Le docteur C._, médecin-chef au Service d'orthopédie et de traumatologie de l'appareil moteur de l'hôpital X._, a diagnostiqué un status après déchirure partielle de la coiffe des rotateurs et conflit sous-acromial droit (rapport du 20 mai 1996). De son côté, la doctoresse D._, spécialiste en chirurgie orthopédique, mandatée par la Zurich, a attesté une lésion de la coiffe des rotateurs avec petite rupture non transfixiante du sus-épineux et un schéma capsulaire irritatif surajouté (rapport du 11 décembre 1996). Quant au docteur E._, également spécialiste en chirurgie orthopédique, il a fait état d'un conflit sous-acromial stade III sur lésion de la coiffe des rotateurs de l'épaule droite (rapport du 4 mars 1997).
En ce qui concerne l'origine de ces troubles, le docteur C._ a indiqué qu'ils sont consécutifs à l'accident (rapport du 20 mai 1996). La doctoresse D._ a estimé qu'il est impossible de prouver que les douleurs actuelles sont la suite pure de l'accident. Elle a précisé que les lésions de coiffe avec petites calcifications peuvent être dues à des tendinites chroniques, mais aussi être décompensées à la suite d'un accident. Dans le cas d'espèce, la doctoresse D._ a conclu que la chute, peu violente, constituait une cause "tout simplement possible, voire peu vraisemblable" des lésions de la coiffe (rapport du 11 décembre 1996). Le docteur E._ ne s'est pas déterminé sur l'origine de cette affection.
Par décision du 23 janvier 1997, la Zurich a mis "fin au versement de toutes prestations à compter du 1er janvier 1997", motifs pris que la relation de causalité naturelle entre l'accident du 4 février 1995 et les troubles encore ressentis par l'assurée était tout au plus possible. Saisie d'une opposition, la Zurich l'a rejetée, par décision du 20 mai 1997.
B.- A._ a recouru contre cette décision devant le Tribunal des assurances du canton de Vaud, en concluant à ce que la Zurich fût condamnée à lui verser, rétroactivement depuis le 1er janvier 1997, la "rente d'invalidité" qu'elle servait avant la décision entreprise, les frais médicaux et pharmaceutiques en rapport avec l'accident du 4 février 1995, ainsi qu'une indemnité pour atteinte à l'intégrité. Elle a par ailleurs conclu à la mise en oeuvre d'une expertise.
En procédure cantonale, le docteur C._ a confirmé que les lésions de l'épaule droite étaient essentiellement dues à la chute survenue le 4 février 1995 (rapport du 16 août 1999), avis que son confrère B._ a partagé (rapport du 19 février 1999).
Par jugement du 20 septembre 2000, la juridiction cantonale a rejeté le recours.
C.- A._ interjette recours de droit administratif contre ce jugement dont elle demande l'annulation, avec suite de dépens. A titre principal, elle conclut à l'annulation du jugement entrepris. Subsidiairement, elle en demande la réforme en ce sens que l'intimée soit condamnée à lui verser une rente d'invalidité, subsidiairement des indemnités journalières, depuis le 1er septembre 1997, à lui rembourser ses frais médicaux et pharmaceutiques en relation avec l'accident du 4 février 1995 et à lui payer une indemnité pour atteinte à l'intégrité au taux de 15 %.
L'intimée conclut au rejet du recours, avec suite de dépens. L'Office fédéral des assurances sociales a renoncé à se déterminer.

Considérant en droit :
1.- Le litige porte en premier lieu sur l'existence d'un lien de causalité naturelle entre l'événement du 4 février 1995 et les lésions subies par l'assurée à la coiffe des rotateurs de l'épaule droite. La recourante soutient que ce lien est établi, en se référant à l'opinion des docteurs C._ et B._, tandis que l'intimée prétend le contraire, à la lumière de l'expertise de la doctoresse D._.
Il s'agit donc préalablement de trancher cette question de fait avant d'aborder celle du droit de la recourante aux prestations de l'intimée.
2.- Les premiers juges ne se sont pas référés à la jurisprudence relative à la prise en charge, par l'assurance-accidents, des ruptures et déchirures de la coiffe des rotateurs de l'épaule (cf. <ref-ruling>).
Dans cet arrêt, le Tribunal fédéral des assurances a considéré que la nouvelle pratique de la CNA - consistant à ne prendre en charge les suites d'une rupture de la coiffe des rotateurs de l'épaule qu'en présence d'un facteur extérieur extraordinaire - péchait contre la lettre et l'esprit de l'art. 9 al. 2 OLAA. En effet, la notion de "lésions assimilées à un accident", au sens de la disposition réglementaire précitée, n'a pas pour but d'exclure du champ d'application de la LAA les atteintes corporelles résultant de maladies ou de processus dégénératifs, mais plutôt d'atténuer en faveur de l'assuré les rigueurs résultant de la distinction que le droit fédéral opère entre la maladie et l'accident. Aussi les assureurs-accidents LAA doivent-ils assumer un risque qui, en raison de la distinction précitée, devrait en principe être couvert par l'assurance-maladie.
Pour admettre l'existence d'un lien de causalité naturelle, il suffit que l'événement accidentel soit en partie à l'origine de l'atteinte à la santé. Un état dégénératif ou morbide antérieur n'exclut pas l'existence d'une lésion corporelle assimilée à un accident, lorsque celle-ci est causée ou aggravée par un événement accidentel. Par ailleurs, les lésions évoquées à l'art. 9 al. 2 OLAA, let. a à h, doivent avoir eu une cause extérieure (un facteur déclenchant), sans laquelle on ne saurait parler d'une atteinte assimilée à un accident.
Une rupture (ou une déchirure), totale ou partielle, de la coiffe des rotateurs de l'épaule constitue une déchirure de tendons au sens de l'art. 9 al. 2 let. f OLAA. Elle est assimilée à un accident, même si elle n'a pas été causée par un facteur extérieur de caractère extraordinaire (<ref-ruling>-45 consid. 2b et les références).
3.- a) En l'espèce, la juridiction cantonale a considéré comme établi que, le 4 février 1995, à la suite d'une chute, la recourante a subi une lésion de la coiffe des rotateurs de l'épaule droite (consid. 5a du jugement attaqué, p. 14).
Cela exposé, les premiers juges ont retenu, en se fondant sur les déclarations des docteurs D._ et E._, que les lésions de la coiffe pouvaient être dues à des tendinites chroniques ou d'origine accidentelle. Compte tenu du peu de gravité de l'accident, celui-ci n'était qu'une cause possible de la lésion de la coiffe des rotateurs (consid. 5b pp. 14-15).
En présence d'avis aussi précis et concordants, ontils conclu, il faut admettre que la rupture de la coiffe des rotateurs ne peut pas être mise en relation de causalité naturelle avec l'accident du 4 février 1995, le degré de vraisemblance requis en pareil cas n'étant pas atteint (consid. 5c p. 15).
b) Il paraît contradictoire d'une part de constater que les lésions de la coiffe des rotateurs sont, en l'espèce, consécutives à une chute, et d'autre part, de nier l'existence d'un lien de causalité naturelle entre cet événement et ces lésions. Par ailleurs, contrairement à ce qu'affirment les premiers juges, les avis médicaux versés au dossier ne sont pas concordants, dans la mesure où les spécialistes ne partagent pas les mêmes certitudes sur l'origine de la rupture de la coiffe des rotateurs de l'épaule droite. En effet, les docteurs B._ et C._ soutiennent que ce lien de cause à effet est indiscutable, tandis que la doctoresse D._ n'en admet que la possibilité. Quant aux déclarations du docteur E._, elles ne permettent pas de trancher le litige, car ce médecin ne s'est pas prononcé sur le lien de causalité, mais uniquement sur la capacité de travail de la recourante.
Quoi qu'il en soit, il est patent que la doctoresse D._ n'a pas nié l'existence du lien de cause à effet entre l'accident du 4 février 1995 et les lésions à la coiffe des rotateurs de l'épaule droite, puisqu'elle l'a jugée possible. En pareilles circonstances, l'intimée aurait dû interroger à nouveau son expert, conformément à l'art. 47 LAA, afin d'élucider les divergences de vues entre celui-ci et le docteur C._ au sujet du degré de probabilité de l'origine accidentelle des lésions.
Dans un arrêt non publié P. du 26 mars 1997, U 10/96, la cour de céans a rappelé que l'expérience médicale démontre que la lésion de la coiffe des rotateurs est pratiquement toujours - sauf dans le cas de "rupture" - l'aboutissement d'un processus dégénératif qui, à la suite d'une occurrence fortuite, devient symptomatique (cf. aussi <ref-ruling> consid. 2a). Cela étant et compte tenu des avis médicaux du dossier, on doit admettre que l'événement accidentel du 4 février 1995 était au moins en partie à l'origine de l'atteinte à la santé (cf. consid. 2 cidessus), la causalité adéquate étant par ailleurs indiscutable (cf. <ref-ruling> en bas). Il s'ensuit que la responsabilité de l'intimée est établie pour les suites des lésions que la recourante a subies à la coiffe des rotateurs de l'épaule droite.
c) L'intimée a refusé d'allouer à la recourante "toutes prestations à compter du 1er janvier 1997", au motif que le lien de causalité naturelle entre l'accident du 4 février 1995 et lesdites lésions n'était pas établi. Vu l'issue du litige, la cause doit lui être renvoyée afin qu'elle statue à nouveau sur les prestations auxquelles la recourante pourrait, le cas échéant, avoir encore droit.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral des assurances
prononce :
I. Le recours est admis et le jugement du Tribunal des
assurances du canton de Vaud du 20 septembre 2000,
ainsi que la décision sur opposition de la Zurich
Assurances du du 20 mai 1997 sont annulés, la cause
étant renvoyée à l'intimée pour qu'elle procède
conformément au consid. 3c.
II. Il n'est pas perçu de frais de justice.
III. L'intimée versera à la recourante la somme de 2500 fr.
à titre de dépens pour l'instance fédérale.
IV. Le Tribunal des assurances du canton de Vaud statuera
sur les dépens pour la procédure de première instance,
au regard de l'issue du procès de dernière instance.
V. Le présent arrêt sera communiqué aux parties, au
Tribunal des assurances du canton de Vaud et à
l'Office fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 8 juin 2001
Au nom du
Tribunal fédéral des assurances
Le Président de la IIIe Chambre :
Le Greffier :